Ensayo de corrosión
bajo tensión

Ensayo de inmersión en cinco medios corrosivos sobre apilamientos 6×1 comprimidos al 80% del recorrido, a 80 °C y 40 °C. Mide la vida útil hasta fractura, expresada en horas (límite 2.500 h). Refleja el escenario real de muelles bajo precarga permanente — juntas de brida, válvulas, embragues.

FIG · Montaje del ensayo
Vaso contenedor sellado con un apilamiento 6×1 de muelles de platillo en compresión, sumergido en solución corrosiva para el ensayo de corrosión bajo tensión
Vaso contenedor sellado con apilamiento 6×1 comprimido en su interior, sumergido en la solución corrosiva.
Carga
80% recorrido
T° ensayo
80 °C · 40 °C
Medios
5 soluciones
Límite
2.500 h
— Es el escenario habitual de
Caso 01

Juntas de brida con muelles de precarga (oil & gas, química, alimentación)

Caso 02

Válvulas con cierre por muelles de platillo

Caso 03

Conjuntos pretensados que permanecen bajo carga toda su vida útil

Caso 04

Cualquier muelle de platillo trabajando como muelle de fuerza estática

01

Preparación del ensayo

Montaje de las piezas: Apilamientos 6×1 (seis muelles de platillo en serie, contrapeados según DIN 2093) con compresión inicial al 80% del recorrido mediante guía interior. Cada apilamiento se introduce en un vaso contenedor sellado de vidrio. Se llena el vaso con la solución corrosiva, sumergiendo el apilamiento por completo.

Cámaras y temperaturas: primer ensayo a 80 °C — condición más severa, acelera el proceso corrosivo. Segundo ensayo a 40 °C — solo se repite para las combinaciones que sufrieron fractura a 80 °C, dado que a menor temperatura el ratio de corrosión decrece y los resultados sólo pueden ser iguales o mejores.

Procedimiento: examen visual diario, renovación de la solución cada 2 semanas. El ensayo se da por finalizado cuando se fractura una pieza del apilamiento o al alcanzar las 2.500 h sin fractura. Cada combinación se repite varias veces; se toma el peor tiempo como resultado.

02

Resultados del ensayo a 80 °C

Vida útil hasta fractura · compresión al 80% · límite 2.500 h

Escala> 2.500 h 1.200 – 2.500 h 300 – 1.200 h < 300 h
Resultados del ensayo de corrosión bajo tensión a 80 °C: horas hasta fractura por material y medio corrosivo
Muelle · Material · AcabadoAgua de marDIN 50905MgCl₂ 40%cloruro de magnesioNaCl 3%cloruro de sodioNaOH 0,1Nhidróxido de sodioC₈H₈O₇ 0,1Mácido cítrico
— Aceros inoxidables sin recubrimiento
C-63 · 1.4310 · Estampado · Rectificado>2500356 h>2500>2500>2500
C-63 · 1.4310 · Shot peened>2500429 h>2500>2500>2500
B-80 · 1.4310 · Estampado · Rectificado>25001968 h>2500>2500>2500
C-63 · 1.4568 · Estampado · Rectificado>2500140 h>2500>2500>2500
C-63 · 1.4568 · Shot peened>2500140 h>2500>2500>2500
C-63 · 1.4568 · Shot peened · Kolsterised284 h2177 h>2500>2500>2500
— Acero 51CrV4 con recubrimientos
51CrV4 · Galvanizado amarillo912 h>2500>2500>250068 h
51CrV4 · Galvanizado transparente1129 h>2500>2500>250068 h
51CrV4 · Dacromet>2500>2500>2500>2500891 h
51CrV4 · Geomet>2500>2500>2500>2500891 h
51CrV4 · Delta Tone + Delta Seal620 h>2500738 h>2500526 h
51CrV4 · Pintura diluida en agua1057 h837 h45 h>2500380 h
51CrV4 · Aceitado837 h>2500360 h>2500262 h
— Lectura por medio
01
NaOH 0,1N

Todos los apilamientos superan las 2.500 h sin fractura, incluso aquellos cuyo recubrimiento se disolvió por completo (la pintura diluida en agua se disolvió en 2 días, pero la pieza no se fracturó). En medios con pH > 10 se forma una capa de óxido/hidróxido protector.

02
MgCl₂ 40%

Medio crítico para los aceros inoxidables. El 1.4310 se fractura entre 356 h y 1.968 h; el 1.4568 sin Kolsterised, en 140 h. La versión Kolsterised aguanta hasta 2.177 h, pero compensa empeorando en agua de mar (284 h).

03
Agua de mar

La mayoría de aceros inoxidables aguanta > 2.500 h, salvo el 1.4568 Kolsterised. Los recubrimientos basados en zinc (galvanizado, Delta Tone, aceitado) y la pintura empiezan a mostrar fallos.

04
NaCl 3%

Medio benigno bajo carga para los inoxidables (> 2.500 h en todos los casos). Algunos recubrimientos fallan: pintura (45 h), aceitado (360 h), Delta Tone (738 h).

05
Ácido cítrico 0,1M

Catastrófico para los recubrimientos de zinc. Galvanizados se fracturan en 68 h. Dacromet y Geomet aguantan hasta 891 h. Los aceros inoxidables superan las 2.500 h sin problemas.

03

Resultados del ensayo a 40 °C

Sólo combinaciones que fracturaron a 80 °C · resto se asume > 2.500 h

Para evaluar el efecto de la temperatura sobre la corrosión bajo tensión, se repite el ensayo a 40 °C únicamente sobre las combinaciones que fracturaron a 80 °C. Las demás se asumen igualmente > 2.500 h, ya que a menor temperatura el ratio de corrosión solo puede disminuir.

Resultados del ensayo de corrosión bajo tensión a 40 °C: horas hasta fractura por material y medio corrosivo, sobre combinaciones que fracturaron a 80 °C
Muelle · Material · AcabadoAgua de marDIN 50905MgCl₂ 40%cloruro de magnesioNaCl 3%cloruro de sodioNaOH 0,1Nhidróxido de sodioC₈H₈O₇ 0,1Mácido cítrico
— Aceros inoxidables sin recubrimiento
C-63 · 1.4310 · Estampado · Rectificado>2500
C-63 · 1.4310 · Shot peened>2500
B-80 · 1.4310 · Estampado · Rectificado>2500
C-63 · 1.4568 · Estampado · Rectificado>2500
C-63 · 1.4568 · Shot peened>2500
C-63 · 1.4568 · Shot peened · Kolsterised>2500>2500
— Acero 51CrV4 con recubrimientos
51CrV4 · Galvanizado amarillo>250045 h
51CrV4 · Galvanizado transparente>2500284 h
51CrV4 · Dacromet>2500
51CrV4 · Geomet>2500
51CrV4 · Delta Tone + Delta Seal>2500>2500>2500
51CrV4 · Pintura diluida en agua834 h694 h116 h1917 h
51CrV4 · Aceitado>2500>2500356 h

· Celdas vacías: no ensayado a 40 °C porque ya superó las 2.500 h a 80 °C.

— Lectura a 40 °C
01

A 40 °C, muchos materiales que fallaron a 80 °C pasan a superar las 2.500 h. La temperatura es uno de los factores más determinantes en la corrosión bajo tensión.

02

Las piezas aceitadas, que dieron el peor resultado en inmersión libre, ofrecen una resistencia razonable a 40 °C: solo fracturan en ácido cítrico (356 h). La capa de aceite limita el contacto directo del medio durante el tiempo en que la pieza está bajo carga, retrasando la propagación de grietas — aunque no impida la corrosión visual.

03

La pintura diluida en agua sigue siendo poco fiable bajo carga incluso a 40 °C: fracturas a 694 h en MgCl₂ y 116 h en NaCl.

04

Dacromet y Geomet elevan su comportamiento en ácido cítrico de 891 h (a 80 °C) a > 2.500 h (a 40 °C). El factor temperatura es crítico para estos recubrimientos en medios ácidos.

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04

Comparativa · sin tensión vs. bajo carga (80 °C)

Las horas se convierten a la misma escala B / M / P / MP para comparar directamente

Para comparar directamente los resultados del ensayo bajo carga con los del ensayo sin tensión, las horas se convierten a la misma escala cualitativa visual. La valoración considera tanto la fractura como el estado visual de la pieza — una que aguantó > 2.500 h pero acabó con corrosión grave no se considera apta para seguir trabajando.

— Conversión horas → escala
B B · > 2.500 h sin fractura · baja corrosión
M M · 1.200 – 2.500 h o manchas visibles
P P · 300 – 1.200 h o capa fina de corrosión
MP MP · < 300 h o capa gruesa de corrosión
Tabla comparativa: rating de cada material/recubrimiento sin tensión vs. con tensión a 80 °C, en cuatro medios corrosivos
Material / RecubrimientoMgCl₂ 40%NaCl 3%NaOH 0,1NÁcido cítrico
s/t c/ts/t c/ts/t c/ts/t c/t
C-63 · 1.4310 M P B B B B B B
C-63 · 1.4310 · Shot peened M P B B B B B B
B-80 · 1.4310 M M B B B B B B
C-63 · 1.4568 M MP B B B B B B
C-63 · 1.4568 · Shot peened P MP M B B B B B
C-63 · 1.4568 · Shot peened · Kolsterised MP M P B B B B B
Galvanizado amarillo B B P B B B MP MP
Galvanizado transparente B B M B B B MP MP
Dacromet B B B B B B MP P
Geomet B B B B B B MP P
Delta Tone + Delta Seal B B M P B B P P
Nickel plating P P B P
Pintura diluida en agua B P B MP M B P P
Aceitado MP B MP P B B MP MP

s/t = sin tensión · c/t = con tensión a 80 °C

— Lecturas clave de la comparativa
SCC

Inoxidables empeoran bajo carga en MgCl₂ 40%

1.4310 pasa de M a P; 1.4568 pasa de M a MP. La corrosión bajo tensión se manifiesta con claridad.

Medio benigno

NaOH 0,1N se mantiene robusto bajo carga

Es el único medio donde la mayoría de combinaciones mantienen su evaluación al pasar de inmersión libre a inmersión bajo carga.

Ácido + carga

El ácido cítrico empeora algunos recubrimientos bajo carga

Delta Tone y aceitado bajan de calidad. Los recubrimientos de zinc son sensibles a la combinación ácido + tensión.

Top performers

Dacromet y Geomet son las protecciones más estables

Mantienen B en tres medios bajo carga. Sólo fallan en ácido cítrico — esperable por su base de zinc.

06

Preguntas frecuentes

01 ¿Por qué los aceros inoxidables se fracturan en MgCl₂ 40% bajo carga si en inmersión libre solo se manchaban?

Es el fenómeno de corrosión bajo tensión (stress corrosion cracking, SCC), específicamente la sensibilidad de los aceros inoxidables austeníticos a los cloruros. En el ensayo sin tensión, los iones cloruro generan picaduras superficiales pero el material aguanta. Bajo compresión al 80%, esas picaduras actúan como concentradores de tensión donde nuclean y propagan grietas transgranulares hasta la fractura completa. Es por esto que la solución de MgCl₂ 40% es el medio estándar internacional para evaluar SCC en aceros inoxidables — su agresividad bajo carga es desproporcionadamente alta respecto a la inmersión libre.

02 ¿Por qué se ensaya a 80 °C y no a temperatura ambiente?

Porque a 80 °C el ratio de corrosión aumenta significativamente y se acelera el ensayo, permitiendo discriminar diferencias entre materiales en plazos razonables (semanas en lugar de meses). Una vez identificadas las combinaciones críticas a 80 °C, se repiten a 40 °C para evaluar si la temperatura de servicio real es lo suficientemente baja como para mantener la integridad de la pieza. Si una combinación falla a 80 °C pero supera 2.500 h a 40 °C, es viable en aplicaciones a temperatura ambiente o moderada.

03 Si mi muelle va a trabajar bajo carga permanente en agua de mar a temperatura ambiente, ¿qué material elijo?

Para agua de mar bajo carga permanente, los inoxidables 1.4310 (Estampado o Shot peened) y B-80 · 1.4310 son seguros: superan las 2.500 h a 80 °C sin fractura, lo que implica vida indefinida a temperatura ambiente. El 1.4568 Kolsterised es la excepción a evitar — se fractura a 284 h a 80 °C. Entre los recubrimientos, Dacromet y Geomet sobre 51CrV4 también superan las 2.500 h en agua de mar bajo carga. Los galvanizados zinc, Delta Tone, pintura y aceitado pueden ser opciones de menor coste si el muelle no es crítico.

04 ¿Qué significa "compresión al 80%" del recorrido?

El recorrido de un muelle de platillo es la diferencia entre su altura libre y su altura aplanada (totalmente comprimido). La compresión al 80% del recorrido significa que la pieza está deformada hasta el 80% de su capacidad máxima de deflexión, generando aproximadamente el 80% de su carga nominal. Esta condición simula el peor caso realista de un muelle que trabaja como elemento de fuerza permanente — comprimido cerca del límite operativo, pero aún sin entrar en zona de fluencia plástica del material.

05 ¿Por qué las piezas aceitadas aguantan razonablemente bajo carga pese a no proteger frente a la inmersión libre?

La capa de aceite no es una barrera química como un recubrimiento de zinc o un cromado — es una película hidrofóbica que limita el contacto directo del medio acuoso con la superficie del acero durante un tiempo. En inmersión libre prolongada el aceite acaba lavándose y el sustrato queda expuesto, por eso da malos resultados. Sin embargo, en el ensayo bajo tensión la vida útil hasta fractura suele ser corta (días o semanas), y el aceite aguanta durante esa ventana de tiempo limitada. No es una protección de largo plazo, pero retrasa la propagación de grietas SCC el suficiente tiempo para que muchas aplicaciones reales se mantengan funcionales.

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