Un intercambiador de carcasa y tubos especificado para durar una década comienza a gotear en el tercer año. El agua de enfriamiento pasó su prueba de dureza y la torre lucía limpia, pero los tubos de acero dulce están picados de lado a lado y el latón almirantazgo se ha vuelto rojo cobre en las entradas. La corrosión es la partida silenciosa de un sistema de enfriamiento. No se anuncia hasta que falla un tubo, se agarrota una bomba o un intercambiador de calor pierde capacidad, y para entonces la reparación es un paro y no un cambio de dosificación. La palanca que evita la mayor parte es un inhibidor de corrosión ajustado a tus metales, tu agua y el resto del programa de tratamiento.
La versión corta: Un inhibidor de corrosión es un químico que se dosifica en el agua para frenar la pérdida de metal manteniendo una película protectora delgada sobre la superficie metálica. Los inhibidores se dividen en tres grupos según cómo interrumpen la celda de corrosión: anódicos (pasivantes) formadores de película como el molibdato y los tradicionales cromato y nitrito; catódicos (precipitantes) formadores de película como el zinc; y mixtos / de adsorción formadores de película, los azoles que protegen el cobre y el latón. Los metales amarillos se protegen con azoles: toliltriazol (TTA), benzotriazol (BTA) o mercaptobenzotiazol (MBT). El acero dulce se protege con molibdato, fosfonatos y zinc, casi siempre mezclados, y los fosfonatos como el HEDP y PBTC funcionan a la vez como inhibidores de incrustaciones y de corrosión. Los programas reales son mezclas multicomponente ajustadas al agua y la metalurgia, verificadas con cupones de corrosión.
Parte de nuestra guía de Inhibidores de Corrosión — compara las químicas anódicas, catódicas, VCI y orgánicas formadoras de película y encuentra el grado adecuado para tu sistema.
Cómo funciona realmente un inhibidor de corrosión
La corrosión acuosa es electroquímica: el metal se disuelve en los sitios anódicos (el hierro pasa a Fe²⁺) mientras una reacción de reducción, generalmente la reducción del oxígeno, consume los electrones en los sitios catódicos. Las dos semirreacciones están acopladas, por lo que un inhibidor solo tiene que interferir con una de ellas para frenar toda la celda, y lo hace manteniendo una película. El manual de corrosión de agua de enfriamiento de Veolia clasifica los inhibidores según qué semirreacción suprimen.
Los inhibidores anódicos (pasivantes) refuerzan una película de óxido sobre las áreas anódicas y detienen la disolución del metal, protegiendo a concentraciones económicas con una película tenaz. Conllevan una compensación real: a los inhibidores anódicos a veces se les llama “peligrosos” porque una dosificación insuficiente puede dejar puntos anódicos descubiertos mientras el cátodo sigue funcionando, concentrando el ataque en picaduras profundas. El molibdato es el ejemplo moderno; el cromato y el nitrito son los tradicionales.
Los inhibidores catódicos (precipitantes) forman una película insoluble sobre las áreas catódicas, limitando el oxígeno y el agua que llegan a la superficie. El zinc es el más común, depositando una película de hidróxido donde el pH sube en el cátodo. Los inhibidores catódicos no provocan picaduras cuando se dosifican de menos, pero su límite de protección es más bajo, por lo que suelen combinarse con otras químicas.
Formadores de película mixtos / de adsorción se quimisorben sobre toda la superficie y amortiguan ambas semirreacciones. Los azoles se ubican aquí, uniéndose al cobre y construyendo una capa protectora delgada sobre toda la cara del metal.
Inhibidores de corrosión para metales amarillos: los azoles
“Metales amarillos” se refiere al cobre y sus aleaciones: latón, latón almirantazgo, bronce y la tubería de cobre-níquel común en condensadores. Los azoles son la protección estándar. Se quimisorben sobre el metal y se coordinan con el cobre para construir una película delgada tipo polímero que bloquea iones agresivos como el cloruro y el sulfato y evita que el cobre se disuelva. La liberación de cobre no es solo un problema de metales amarillos: el cobre disuelto se deposita sobre el acero dulce y el aluminio en otras partes del circuito y genera picaduras galvánicas allí, por lo que unas pocas ppm de azol sobre el latón protegen silenciosamente también el acero. Tres azoles hacen la mayor parte del trabajo:
- Toliltriazol (TTA). El toliltriazol / metilbenzotriazol es el inhibidor de aleaciones de cobre más utilizado en agua de enfriamiento, con mejor estabilidad térmica y resistencia a biocidas oxidantes (cloro, bromo) que el benzotriazol, por lo que domina en las torres abiertas que operan con un oxidante.
- Benzotriazol (BTA). El benzotriazol es el formador de película de cobre original y uno potente, pero los biocidas oxidantes lo consumen más fácilmente que al TTA, por lo que tiene un uso intensivo en circuitos cerrados y libres de oxidantes.
- Mercaptobenzotiazol (MBT). 2-mercaptobenzotiazol películas mediante quelación de azufre y nitrógeno con el cobre y actúa rápidamente, por lo que a menudo se combina con TTA para pasivar el cobre nuevo con rapidez. Es menos estable frente al cloro que el TTA, por lo que funciona como complemento, no como el único azol.
Dosificados a unas pocas ppm de activo, los azoles se monitorean mediante una prueba de residual que mantiene la película de cobre reabastecida en lugar de agotarse.
Inhibidores de corrosión para acero al carbono: molibdato, fosfonato, zinc
El acero al carbono (dulce) es la metalurgia predominante en la mayoría de los sistemas de enfriamiento y el metal en torno al cual se construyen la mayoría de los programas. Tres químicas lo protegen, normalmente en conjunto.
Molibdato. El Molibdato de sodio es un pasivador anódico que se adsorbe sobre la capa de óxido de hierro en los sitios anódicos de manera muy similar a como lo hacía antes el cromato, pero sin cromo hexavalente. La literatura sobre el mecanismo del molibdato señala que necesita oxígeno disuelto u otro oxidante para pasivar el acero, y como no posee carácter oxidante propio, se mezcla fácilmente con orgánicos. Es eficaz pero no económico, por lo que a menudo se emplea en niveles moderados junto con un azol y un fosfonato.
Zinc. El zinc es un inhibidor catódico que deposita una película de hidróxido en los sitios catódicos y funciona en aguas agresivas (baja dureza, baja alcalinidad, alto contenido de cloruro y sulfato) donde los formadores de película dependientes de la dureza tienen dificultades. Los límites de descarga de zinc suelen restringir la dosis, por lo que actúa como potenciador dentro de una mezcla, no de forma independiente.
Fosfonatos. Los fosfonatos cumplen doble función como inhibidores de incrustaciones y de corrosión, razón por la cual aparecen en casi todos los programas modernos. HEDP (ácido etidrónico) es un inhibidor de umbral de uso general que secuestra iones de dureza y ayuda a formar películas protectoras sobre el acero. PBTC (ácido fosfonobutano-tricarboxílico) resiste mejor en aguas de alto estrés (alto contenido de calcio, alta temperatura, biocida oxidante), donde el HEDP puede degradarse. En su función anticorrosiva, los fosfonatos se combinan típicamente con zinc o fosfato inorgánico para formar la película catódica. Su faceta de control de incrustaciones se aborda en nuestra guía de inhibidores de incrustaciones y antiincrustantes.
Selección de un inhibidor según el metal y su función
No existe un único inhibidor de corrosión para un sistema de metalurgia mixta. Se elige según el metal que se protege y la función que el químico desempeña en la celda.
| Metal objetivo / función | Química del inhibidor | Clase de mecanismo | Notas |
|---|---|---|---|
| Cobre / latón / metal de almirantazgo / bronce (metales amarillos) | Toliltriazol (TTA), benzotriazol (BTA), mercaptobenzotiazol (MBT) | Formador de película mixto / de adsorción | El TTA es el más estable frente al cloro y al calor; el BTA para circuitos cerrados/sin oxidantes; el MBT para pasivación rápida del cobre nuevo, generalmente con TTA |
| Acero al carbono / dulce | El Molibdato de sodio | Anódico (pasivante) | Necesita oxígeno disuelto; reemplaza al cromato sin Cr(VI); a menudo se usa en dosis moderada dentro de una mezcla |
| Acero al carbono / dulce (agua agresiva, de baja dureza) | Zinc | Catódico (precipitante) | Resiste en aguas con alto contenido de cloruro / baja alcalinidad; limitado por descarga, se usa como potenciador |
| Acero al carbono + control de incrustaciones en conjunto | HEDP, PBTC (fosfonatos) | Formador de umbral / película (doble función: incrustaciones + corrosión) | PBTC para condiciones de alto estrés / oxidantes; HEDP de uso general; combinado con zinc o fosfato para la película anticorrosiva |
| Sistema completo de metales mixtos | Mezcla: azol + molibdato / fosfonato / zinc + polímero dispersante | Programa mixto | La respuesta del mundo real; equilibrada según la química del agua y los ciclos |
El patrón: azoles para los metales amarillos, un inhibidor anódico o catódico para el acero al carbono, un fosfonato para las incrustaciones y la película del acero, luego un dispersante y un biocida en torno a ellos.
Las químicas heredadas: cromato y nitrito
Los programas de enfriamiento más antiguos se apoyaban en cromato y nitrito, y aún se encuentran ambos en el campo, por lo que conviene saber por qué la industria cambió.
El cromato brindó un excelente control anódico de bajo costo durante décadas y estableció el punto de referencia con el que aún se compara el molibdato. También introdujo cromo hexavalente, Cr(VI), un tóxico reconocido, en el agua y la purga. Por motivos de toxicidad y eliminación, se ha eliminado en gran medida de los sistemas de enfriamiento abiertos; la literatura sobre tratamiento de agua describe un abandono casi total del cromato tras reconocerse la toxicidad del Cr(VI) (manual de Veolia, arriba). Confirme el estatus regulatorio actual para su jurisdicción antes de basarse en cualquier química de cromo.
El nitrito es un inhibidor anódico eficaz para metales ferrosos y aún aparece en algunos circuitos cerrados, a menudo tamponados con borato. Su debilidad en sistemas abiertos es biológica: las bacterias nitrificantes oxidan el nitrito a nitrato, lo que consume el inhibidor y alimenta el crecimiento microbiano, por lo que un programa de nitrito en sistema abierto necesita un biocida y un monitoreo estrecho. Muchos sistemas abiertos de recirculación ahora emplean mezclas de molibdato, fosfonato y zinc con un azol en su lugar.
Este es un resumen neutral de por qué cambiaron las químicas, no una determinación regulatoria; trate la decisión entre lo heredado y lo moderno como algo específico del sitio y confírmela con las normas vigentes y su permiso de descarga.
Dosificación y monitoreo: demuéstrelo con cupones
Un programa de inhibidores es tan bueno como la película que mantiene, y la película depende de conservar el residual correcto en la superficie del metal. Dos cosas mantienen honesto un programa.
Control de residual. Cada activo se dosifica a un objetivo y se verifica mediante su propia prueba: residual de azol para la película de cobre, niveles de molibdato y fosfonato para el lado del acero. Si una bomba de alimentación se desvía o los ciclos oscilan, la película se adelgaza y la corrosión se acelera, por lo que el control de alimentación y las pruebas de rutina importan tanto como la elección del producto.
Cupones de corrosión. Los cupones prepesados de los metales de su sistema (típicamente acero al carbono y cobre) se montan en un rack de derivación, se exponen al agua en circulación durante un período determinado (comúnmente de 30 a 90 días), luego se limpian, se vuelven a pesar y se reportan como una tasa de corrosión en milésimas de pulgada por año (MPY). Como referencias generales de campo, las tasas de acero al carbono por debajo de aproximadamente 3 MPY generalmente se consideran aceptables y por debajo de 1 MPY buenas, mientras que las tasas de aleación de cobre por debajo de aproximadamente 0.5 MPY son aceptables y por debajo de 0.2 MPY buenas. Esté atento a las picaduras además de la tasa promedio: las picaduras localizadas pueden hacer fallar un tubo rápidamente incluso cuando el MPY general parece bajo, el modo de falla que produce un inhibidor anódico subdosificado.
La recomendación práctica: opere un rack de cupones con acero y cobre, mantenga los residuales de inhibidor en el objetivo con un control de alimentación confiable, y revise el programa siempre que un cupón regrese por encima de su umbral de MPY o muestre picaduras.
Los programas reales son mezclas, no un solo químico
Un tratamiento de agua de enfriamiento o de proceso no es un solo inhibidor. Un programa típico de recirculación abierta usa un azol para los metales amarillos, uno o dos inhibidores de acero (molibdato, fosfonato, zinc), un polímero dispersante y un biocida, todos equilibrados según el pH, la dureza, la alcalinidad, el cloruro, la temperatura y los ciclos a los que opera el sistema. La elección correcta depende de la metalurgia, la química del agua y el resto del programa; las químicas aquí son los componentes básicos, pero el programa es la ingeniería, confirmada por la dosificación y los cupones en su propio sistema.
Abastecimiento de inhibidores de corrosión
RawSource suministra los componentes básicos de inhibidores de corrosión para tratamiento de agua formuladores y usuarios finales: azoles para metales amarillos (TTA, BTA, MBT), molibdato de sodio para el lado del acero, y los fosfonatos de doble función (HEDP y PBTC), en tambores, IBCs y a granel con documentación de CoA. Díganos su metalurgia, la química del agua de reposición (dureza, cloruro, alcalinidad), ciclos y régimen de biocidas, y solicite una muestra para calificar el desempeño en su propio circuito. Para contexto del programa, consulte nuestra guía de tratamiento de agua de torres de enfriamiento y la más amplia guía de químicos para tratamiento de agua.
Preguntas frecuentes
¿Qué es un inhibidor de corrosión?
Un inhibidor de corrosión es un químico que se dosifica en el agua en pequeñas concentraciones para ralentizar la velocidad a la que el metal se corroe, manteniendo una fina película protectora en la superficie del metal. En el agua de enfriamiento y de proceso interrumpe la celda de corrosión electroquímica en el ánodo, el cátodo o ambos, de modo que el metal pierde mucho menos material con el tiempo.
¿Cuál es el mejor inhibidor de corrosión para agua de enfriamiento?
No existe uno solo que sea el mejor, porque un sistema de enfriamiento generalmente contiene más de un metal. La respuesta práctica es una mezcla: un azol como el toliltriazol (TTA) para el cobre y el latón, más un inhibidor de acero (molibdato, un fosfonato o zinc) para el acero al carbono, equilibrado según la química de su agua y los ciclos y confirmado con cupones de corrosión.
¿Qué es un inhibidor de corrosión para metales amarillos?
Un inhibidor de corrosión para metales amarillos protege el cobre y sus aleaciones: latón, latón almirantazgo, bronce y cobre-níquel. Las químicas estándar son azoles, es decir, toliltriazol (TTA), benzotriazol (BTA) y mercaptobenzotiazol (MBT). Se quimisorben en la superficie del cobre y forman una fina película que bloquea el ataque de cloruro y sulfato y limita la disolución del cobre, lo que también protege el acero en otras partes del circuito de las picaduras galvánicas.
¿Cuál es la diferencia entre inhibidores de corrosión anódicos y catódicos?
Los inhibidores anódicos (pasivantes) forman una película sobre los sitios anódicos donde el metal se disuelve, e incluyen el molibdato y los tradicionales cromato y nitrito. Los inhibidores catódicos (precipitantes) forman una película sobre los sitios catódicos donde se reduce el oxígeno, e incluyen el zinc. Los inhibidores anódicos protegen fuertemente a dosis económicas pero pueden provocar picaduras localizadas si se subdosifican; los inhibidores catódicos evitan ese riesgo de picaduras pero ofrecen una protección general menor, por lo que las mezclas de programa combinan ambos.
¿Por qué se han reemplazado los inhibidores de cromato y nitrito en muchos sistemas?
El cromato brindaba un excelente control de la corrosión, pero introducía cromo hexavalente (Cr(VI)), un tóxico reconocido, y ha sido eliminado en gran medida de los sistemas de enfriamiento abiertos por motivos de toxicidad y eliminación; confirme el estado regulatorio actual para su sitio. El nitrito todavía se utiliza en algunos circuitos cerrados, pero en sistemas abiertos las bacterias nitrificantes lo oxidan a nitrato, lo que consume el inhibidor y alimenta el crecimiento microbiano. Muchos sistemas abiertos ahora usan mezclas de molibdato, fosfonato y zinc con un azol en su lugar, y verifican el rendimiento con cupones de corrosión reportados en milésimas de pulgada por año (MPY).
Nota editorial. Este artículo es una guía técnica general para profesionales del tratamiento de agua, agua de enfriamiento y agua de proceso. La química, dosis y objetivo residual correctos del inhibidor de corrosión dependen de su metalurgia específica, la química del agua de reposición, los ciclos de concentración, la temperatura, el régimen de biocidas y los requisitos de descarga, y deben validarse en su propio sistema, incluyendo con cupones de corrosión; el Certificado de Análisis rige el grado que usted compra. El estado regulatorio de las químicas heredadas como el cromato y el nitrito varía según la jurisdicción y la aplicación, y debe confirmarse conforme a las normas actuales y su permiso de descarga. Varios de estos químicos son corrosivos o de otra manera peligrosos; revise la Hoja de Datos de Seguridad (SDS) actual y use el EPP apropiado antes de manipularlos. Los productos se venden únicamente para uso industrial y profesional y no se ofrecen para el tratamiento de agua potable a menos que se especifique y documente por separado. Nada aquí constituye una afirmación médica, de salud, de seguridad o ambiental. RawSource no ofrece ninguna garantía, expresa o implícita, y no asume responsabilidad alguna por el uso de esta información.