Un perno de inoxidable 304 falla primero bajo la tuerca: el resquicio bajó a pH 3 a 4

Cómo se planteó el experimento

Los investigadores usaron pernos y tuercas M22 de acero inoxidable 304. Algunos pares se sumergieron montados. De los pernos cortaron además probetas planas y prepararon dos electrodos de igual superficie: uno dentro de un resquicio artificial formado con una junta de PTFE de 250 µm, de modo que le llegaba poca solución, y otro expuesto a la solución libre. Conectados entre sí, se midió la corriente entre ellos.

0,06 M equivale a unos 3,5 g de sal por litro, aproximadamente un 0,35 %, una décima parte de la solución salina al 3,5 % que suele usarse para representar el agua de mar. Esa comparación es aritmética de este sitio, no del artículo.

A los 30 días, el resquicio era ácido

Ambos electrodos empezaron en la región pasiva, a unos −0,20 V frente a Ag/AgCl. El expuesto subió después lentamente a medida que crecía su película pasiva; el del resquicio bajó durante los primeros 5 días y luego se estabilizó. La mayor diferencia de potencial fue de unos 0,40 V, que el artículo considera suficiente para impulsar corrosión galvánica: el resquicio como ánodo y la zona expuesta como cátodo, con el sentido de la corriente invariable durante todo el ensayo.

La solución del resquicio bajó de pH 6,8 a 3 a 4. El oxígeno no puede entrar, los iones metálicos disueltos se hidrolizan, el cloruro migra hacia dentro para equilibrar la carga y la acidificación se realimenta. El artículo añade que los iones de hidrógeno reducidos en el resquicio forman hidrógeno y «pueden provocar fragilización por hidrógeno» (traducción); es una inferencia, no algo que este ensayo midiera.

El análisis superficial coincide: en la superficie expuesta la película tenía un 55 % de óxido y un 30 % de hidróxido; en el resquicio, un 41 % de óxido y un 55 % de hidróxido. Menos óxido significa una película más delgada y menos protectora.

Cómo quedaron los pernos reales

En los pares de perno y tuerca sumergidos, la rosca expuesta solo mostró vetas tenues y ninguna picadura evidente. La rosca engranada en la tuerca presentó corrosión localizada en crestas, flancos y fondos, con picaduras elípticas poco profundas de más de 10 µm. Un perno 304 que por fuera parece limpio puede estar dañado donde no se ve hasta que se quita la tuerca.

El análisis de fallo de un perno de válvula escrito el mismo día es un caso de campo: las grietas empezaron en el resquicio entre la cabeza y la arandela, donde se acumulaba la sal del aire marino. Bajo la tuerca y bajo la cabeza la geometría es la misma.

Qué significa esto para quien especifica elementos de fijación

La inspección no puede quedarse en la rosca expuesta. Que no haya óxido fuera no significa que no lo haya en la zona engranada; para saberlo, hay que quitar la tuerca.

Un resquicio es geometría; el material solo cambia el grado. Los tres factores del artículo, oxígeno desigual, solución distinta dentro y fuera, y superficies activas frente a pasivas, nacen de que una parte del perno está cubierta. Solo se ensayó el 304; este sitio no infiere cuánto mejor sería el A4 (¿A2 o A4?).

Lo que esta página no puede concluir

Es un resultado de laboratorio de 30 días en agua salada diluida con un resquicio artificial y no puede convertirse en vida útil. El pH 3 a 4 corresponde a la solución del resquicio artificial, no a una medición en la zona engranada de un perno real. Solo se ensayó el 304, y ninguna medida de protección. «Pueden provocar fragilización por hidrógeno» es una inferencia del artículo.

Este artículo trata el paso 5: acabado. El orden completo es sustrato, rosca, cabeza, accionamiento, acabado y documentación. El artículo inglés Specifying a screw explica por qué alterarlo genera retrabajo.

Preguntas frecuentes

¿Por qué un perno de inoxidable empieza a corroerse dentro de la tuerca?

Porque ahí hay un resquicio. En el experimento de Daniel et al. de 2023, el oxígeno no llegaba a la parte de un perno 304 cubierta por la tuerca, su película pasiva se debilitó y la solución se acidificó hasta pH 3 a 4 en 30 días. La diferencia de potencial con la zona expuesta llegó a unos 0,40 V, lo que convirtió el resquicio en el ánodo.

Si el exterior de un perno no está oxidado, ¿está bien?

No necesariamente. En este experimento la rosca expuesta solo mostró vetas tenues, mientras que la rosca engranada tenía picaduras de más de 10 µm en flancos y fondos. Comprobar la rosca exige quitar la tuerca.

Referencias

• Daniel et al. (2023) — Synergistic effect of crevice corrosion and galvanic coupling on 304SS fasteners degradation in chloride environments, npj Materials Degradation 7:11 (acceso abierto)
• Los tornillos de inoxidable también se oxidan: tres tipos, un problema de material

El artículo se leyó completo; las condiciones de ensayo, los potenciales, el pH y las proporciones de XPS son los publicados. La conversión a 3,5 g/L y la comparación con el agua de mar son aritmética de este sitio. Encontrado en una ejecución del recopilador de artículos el 2026-10-02 (corrosión de elementos de fijación, acceso abierto).