El océano alberga abundantes recursos naturales, y su desarrollo no solo tiene una gran importancia económica, sino que también refleja las capacidades tecnológicas y de investigación de un país. Con la creciente intensidad del desarrollo marino, el número de instalaciones industriales en alta mar, como oleoductos submarinos, plataformas de perforación de aguas profundas y puentes marinos, aumenta año tras año. Sin embargo, las duras condiciones corrosivas del entorno marino pueden causar una corrosión severa en los componentes metálicos marinos. Según las estadísticas, las pérdidas económicas causadas por la corrosión a nivel mundial en 2016 representaron el 3.4 % del PIB mundial, y las estructuras marinas representaron un tercio de esta pérdida. Por lo tanto, comprender las características de la corrosión marina y seleccionar métodos adecuados para proteger los componentes metálicos en alta mar tiene un valor económico particularmente significativo.

Características de la corrosión en ambientes marinos

El agua de mar contiene una gran cantidad de sal, lo que la convierte en una excelente solución electrolítica con alta conductividad eléctrica. Como resultado, las estructuras metálicas expuestas a este entorno son susceptibles a una corrosión severa. Los entornos de corrosión marina se pueden clasificar en varias regiones según las características únicas del medio marino:

Revestimiento laser Tecnología

Aplicación de la tecnología de revestimiento láser en la protección contra la corrosión marina.

El acero S355, comúnmente utilizado en ambientes marinos, presenta propiedades mecánicas similares a las del acero Q345. Las estructuras fabricadas con acero S355 son altamente susceptibles a la corrosión en ambientes marinos. Mediante la aplicación de una capa de revestimiento compuesto de Al-Ni-TiC-CeO2 a la superficie del acero S355, los resultados experimentales muestran que con una velocidad de escaneo de revestimiento de 7.5 mm/s, se puede lograr una tasa de dilución inferior al 5 %. Las curvas de polarización de muestras con diferentes velocidades de escaneo de revestimiento (6, 7, 7.5 y 8 mm/s) revelan que la muestra revestida a 7 mm/s presenta la mayor resistencia a la corrosión, mostrando un potencial de autocorrosión más alto y una menor densidad de corriente de autocorrosión. En comparación con el acero S355 sin tratar, el acero revestido muestra una resistencia a la corrosión significativamente mejorada. La capa de revestimiento compuesto de Al-Ni-TiC-CeO2 no solo mejora la resistencia a la corrosión del material base, sino que también aumenta su resistencia al desgaste y dureza, incrementando significativamente la vida útil del material.

En las zonas costeras, los pistones hidráulicos de elevación de las compuertas están expuestos a la zona de salpicaduras y a la zona de mareas, donde la corrosión es severa. Las técnicas convencionales de tratamiento superficial, como la proyección térmica y la proyección de plasma, suelen presentar alta porosidad y baja resistencia de adhesión. En cambio, el revestimiento láser con polvos de aleación a base de hierro, níquel o cobalto puede mejorar la resistencia a la corrosión de los vástagos de los pistones, y esta tecnología podría reemplazar los métodos tradicionales de niquelado y cromado como una nueva solución de protección contra la corrosión.

En las centrales nucleares, los impulsores de las bombas de agua de mar son propensos a la corrosión y la erosión por cavitación al estar sumergidos en agua de mar. Para solucionar este problema, se aplicaron tres tipos de polvos de aleación para mejorar la resistencia a la corrosión del acero inoxidable 316. Los resultados mostraron que, cuando los polvos de aleación contenían alto contenido de cromo y níquel, la capa de revestimiento, compuesta de austenita con una pequeña cantidad de martensita, mitigó significativamente los problemas de corrosión que sufrían los impulsores.

En general, los polvos de aleación pueden adaptarse al entorno de corrosión específico de los componentes metálicos para mejorar su resistencia a la corrosión. Por ejemplo, los materiales de acero inoxidable pueden utilizarse en la zona atmosférica marina, mientras que los polvos a base de níquel con componentes resistentes al desgaste pueden añadirse para su uso en zonas de salpicaduras o zonas de mareas, mejorando así la adaptabilidad del material en estas áreas.

Inconvenientes de Revestimiento laser Tecnología

Rugosidad superficialLa capa de revestimiento puede tener una superficie rugosa, lo que requiere mecanizado si el acabado superficial es fundamental para la aplicación.

Uniformidad y estabilidadLa uniformidad de la capa de revestimiento, la estabilidad del producto y los equipos de soporte aún podrían no cumplir con los requisitos de producción industrial.

Lagunas en la investigación teórica: No existen suficientes investigaciones sistemáticas sobre la solidificación de la aleación, los cambios internos del material y el campo de temperatura de la capa de revestimiento.

Conclusión

A medida que la exploración humana de los océanos se profundiza, se utilizarán más equipos y componentes metálicos en entornos marinos. Comprender las características de la corrosión marina y desarrollar métodos de protección eficaces es fundamental. La tecnología de revestimiento láser permite producir capas de revestimiento de aleación resistentes a la corrosión para componentes metálicos, desempeñando un papel indispensable en la protección contra la corrosión marina en el futuro. Esta tecnología seguirá contribuyendo significativamente a la protección de la infraestructura marina y al avance de la ingeniería naval.