Classe 5^ - Tecnologie mecc. di proc e prod. - UdA n° 1 – Protezione dalla corrosione PROTEZIONE DALLA CORROSIONE Essendo tante le forme di corrosione e tante le cause che la determinano, sono anche tanti i sistemi utilizzabili per prevenire i processi corrosivi o per limitarne gli effetti. A seconda del tipo di corrosione si ha: • • • • Protezione contro gli agenti atmosferici di ossidazione e di attacco chimico (aria, vapore acqueo, biossido di carbonio ecc.) Protezione contro il contatto diretto e prolungato di metalli con acqua dolce, acqua di mare, soluzioni particolari ecc. Protezione contro l’azione di gas (cloro, ozono, vapori nitrosi ecc.) Protezione contro l’azione dovuta alla corrosione elettrica. PROTEZIONE DEI METALLI DALLA CORROSIONE UMIDA Perché non si verifichi la corrosione umida, bisogna che non si verifichi qualcuno dei casi seguenti: • • Il sistema elettrochimico NON deve generare forze elettromotrici; NON deve esserci collegamento metallico fra anodo e catodo, cosicché non possa circolare corrente elettrica; Se non si verificano le suddette condizioni, non si verifica la “pila” e non può avvenire la corrosione all’anodo. Fin dalla fase di progettazione occorre evitare che si generino forze elettromotrici e, quindi, pile galvaniche. Si può interrompere il circuito elettrico isolando l’elettrodo dalla soluzione e, quindi, sottraendolo all’azione dell’ambiente che lo contiene. Non sempre è possibile evitare la pila di corrosione, ma in molti casi è possibile prevedere, fin dalla fase di progetto, la possibilità di corrosione e prevenirla nella maniera più opportuna. Si deve evitare, per esempio, di mettere metalli diversi a contatto fra loro e nello stesso elettrolita (per esempio il terreno). Ricordando la legge di Ohm, indicando con V la tensione ai capi di un conduttore, I l’intensità della corrente circolante, R la resistenza del conduttore, si ha: I=V/R Da tale relazione si deduce che per limitare il valore della corrente I circolante in un conduttore, è sufficiente aumentare il valore della resistenza R presente nel circuito. E’ ciò che si fa nei sistemi di isolamento con vernici e rivestimenti. Tecnologie mecc. di proc. e prod. - Appunti dalle lezioni del prof. Di Cara Nicola - ITIS “Galilei” - Conegliano Pag. 1 Classe 5^ - Tecnologie mecc. di proc e prod. - UdA n° 1 – Protezione dalla corrosione IMPIEGO ED ACCOPPIAMENTO DI MATERIALI OPPORTUNI Il progettista ed il tecnologo, in fase di progettazione, per diminuire il rischio di corrosione galvanica, devono seguire alcune importanti precauzioni: • Scegliere combinazioni di metalli vicini nella serie dei potenziali; • L’area del metallo meno nobile deve essere superiore rispetto a quella del metallo più nobile; • Isolare i due metalli con vernici, materie plastiche ecc.; • Per unire due metalli diversi evitare di ricorrere a filettature; • Modificare l’ambiente corrosivo: 1. Degassando l’acqua o le soluzioni acquose (utile è la deossigenazione) 2. Purificando ed essiccando l’ambiente gassoso 3. Modificando l’ambiente corrosivo tramite sostanze inibitrici, che nell’ambiente impediscono, o comunque ritardano, l’avvio della corosione • introdotte Progettando con razionalità il tipo di struttura o di impianto, per ridurre i pericoli della corrosione, evitando per esempio tutto ciò che può favorire la presenza di umidità. Già in fase di progetto occorre prevedere le condizioni di esercizio dell’oggetto e l’ambiente in cui esso troverà collocazione. Occorre conoscere la durata del prodotto e, in funzione di essa, trovare il tipo di protezione più opportuno. - SCELTA DEL MATERIALE Sono sempre di più i prodotti industriali che devono operare in ambienti corrosivi ed a temperature elevate. Ciò comporta un aumento dei fenomeni della corrosione, che si aggiungono a quelli naturali dell’atmosfera e dell’acqua. Per questo è necessaria una scelta ponderata dei materiali, che devono essere adatti alla singola applicazione. E’ importante conoscere il comportamento dei materiali sotto l’azione della corrosione, in modo da scegliere quello più idoneo per potere garantire una maggiore durata del manufatto, anche compensando un eventuale maggiore costo iniziale rispetto all’uso di materiali meno idonei o più scadenti. • La resistenza alla corrosione atmosferica delle leghe ferrose dipende dalla natura dell’atmosfera, cioè dalla sua composizione chimica e dal grado di umidità, oltre che dalla durata dell’esposizione. La resistenza alla corrosione delle leghe ferrose interrate dipende dall’umidità e dal grado di salinità del terreno. Gli acciai al carbonio e le ghise grigie hanno poca resistenza alla corrosione. Più resistenti sono gli acciai e le ghise al cromo-nichel. Tecnologie mecc. di proc. e prod. - Appunti dalle lezioni del prof. Di Cara Nicola - ITIS “Galilei” - Conegliano Pag. 2 Classe 5^ - Tecnologie mecc. di proc e prod. - UdA n° 1 – Protezione dalla corrosione Gli acciai inossidabili sono i materiali che trovano le maggiori e più importanti applicazioni grazie alle caratteristiche di inalterabilità agli agenti atmosferici e di resistenza negli ambienti corrosivi. Il termine “inossidabili” non corrisponde alla vera natura di questi metalli: essi, infatti, sono “ossidabilissimi”, vale a dire hanno la possibilità di “autopassivarsi” cioè di ricoprirsi di uno strato di ossido invisibile ed estremamente sottile, il film di passività, che protegge il metallo sottostante dagli attacchi corrosivi. Ciò in virtù di una quantità di Cromo (Cr) nella composizione della lega che deve essere come minimo del 10,5%, secondo quanto previsto dalla norma EN 10020. Oltre al tenore di Cromo, altro presupposto importante per la formazione del film di passività è la presenza di un ambiente ossidante (come ad esempio l’aria che si respira, l’acqua, soluzioni varie ecc.) che ne promuova il processo spontaneo di formazione o di ripristino, nel caso in cui venga danneggiato. Il tutto è schematicamente rappresentato nella figura a lato. Questo concetto è molto importante ai fini di una buona tenuta nel tempo e per contrastare in maniera adeguata i diversi casi di corrosione. È necessario infatti consentire al materiale, sia in fase di lavorazione che di messa in opera, di poter scambiare con l’ambiente che lo circonda una sufficiente quantità di ossigeno, in modo da poter essere considerato nelle ottimali condizioni di passivazione. Naturalmente questo film passivo può essere più o meno resistente e più o meno ancorato al materiale a seconda della concentrazione in cromo presente nella lega e a seconda dell’eventuale presenza di altri elementi (es. molibdeno). È chiaro, quindi, che esistono diversi “gradi” di inossidabilità e di resistenza alla corrosione. In sintesi, le condizioni perché un acciaio inossidabile possa garantire una buona resistenza alla corrosione elettrochimica sono: - avere una percentuale di cromo superiore al 12 %, in modo da assicurare la capacità di passivazione; - possedere struttura monofasica, per evitare il costituirsi di pile locali; - non esserci presenza di impurezze o inclusioni, che possono essere un innesco della corrosione; - assenza di tensioni interne; Gli acciai inossidabili ferritici hanno buona resistenza al calore ed ottima inossidabilità. Gli acciai inossidabili martensitici diventano tali solo dopo il trattamento termico di tempra e di rinvenimento, altrimenti sarebbero meno inossidabili di quelli ferritici. Hanno anche discrete caratteristiche meccaniche. Gli acciai inossidabili austenitici, al contrario di quelli martensitici, variano le loro caratteristiche meccaniche solo dopo lavorazioni a freddo che determinano incrudimento. Sono gli acciai inossidabili maggiormente utilizzati sia a bassa che ad alta temperatura ed in ambienti molto aggressivi quali quelli delle centrali nucleari e dei recipienti a pressione contenenti fluidi pericolosi per industrie chimiche. Tecnologie mecc. di proc. e prod. - Appunti dalle lezioni del prof. Di Cara Nicola - ITIS “Galilei” - Conegliano Pag. 3 Classe 5^ - Tecnologie mecc. di proc e prod. - UdA n° 1 – Protezione dalla corrosione A differenza del ferro, che reagendo all'aria umida forma un solido scaglioso e friabile noto come ruggine (fenomeno della corrosione), alcuni metalli come ad esempio zinco, alluminio, titanio e rame, reagendo all'aria umida formano una patina protettiva solida e compatta che protegge il metallo sottostante da ulteriore ossidazione. Tale processo, come detto in precedenza, è noto come passivazione. • La resistenza alla corrosione atmosferica del rame e sue leghe è ottima, grazie alla formazione in superficie di un ossido aderente e senza porosità. Il rame si ossida facilmente all’aria umida formando idrossido rameico il quale, reagendo con l’anidride carbonica disciolta nell’acqua, forma un carbonato monobasico rameico che è responsabile della formazione di quella patina verde (verderame) che ricopre il rame esposto all'aria umida: Cu(OH)2 + CO2 + H2O → [Cu(OH)]2CO3 + 2 H2O • La resistenza alla corrosione è notevole in alcune leghe del nichel, come per esempio nel Monel. • Resistono bene alla corrosione atmosferica anche l’alluminio e le sue leghe, grazie alla formazione di uno strato protettivo di ossido anticorrosivo. Nell’immagine a lato è visibile la corrosione dell’alluminio operata dalla presenza dell’acqua nel carter di una lambretta. • Il piombo è utilizzato in parecchie applicazioni (per esempio nella fabbricazione delle condotte per l’acqua) grazie alla sua ottima resistenza alla corrosione chimica. RIVESTIMENTO SUPERFICIALE La protezione passiva delle superfici metalliche, dalla corrosione, consiste fondamentalmente nel separare il metallo dall’ambiente esterno che potrebbe aggredirlo, mediante un opportuno rivestimento protettivo. I rivestimenti possono classificarsi in due categorie: • • Rivestimenti metallici Rivestimenti non metallici Un rivestimento ottimale deve essere: • • • • • Insensibile all’attacco dell’ambiente Impermeabile Perfettamente aderente all’oggetto Resistente alle sollecitazioni esterne che potrebbero allontanarlo dalla superficie metallica Riparabile, per ripristinare lo strato protettivo in caso di rottura. Tecnologie mecc. di proc. e prod. - Appunti dalle lezioni del prof. Di Cara Nicola - ITIS “Galilei” - Conegliano Pag. 4 Classe 5^ - Tecnologie mecc. di proc e prod. - UdA n° 1 – Protezione dalla corrosione Prima di procedere al rivestimento, di qualunque tipo esso sia, bisogna eliminare dalla superficie da proteggere lo strato di ossido che spesso si forma in seguito a precedenti lavorazioni o trattamenti, oppure le sostanze grasse con cui si cospargono le superfici per evitare l’ossidazione durante la permanenza in magazzino. Occorre assolutamente procedere ad una preparazione accurata delle superfici, eliminando le parti corrose o ossidate del metallo. Spesso gli insuccessi derivano dall’avere trascurato, o non bene eseguito, l’operazione di pulitura delle superfici. Si deve asportare tutto ciò che non è perfettamente aderente al metallo (per esempio la ruggine), comprese le tracce di umidità, le sostanze untuose ed i sali solubili. PREPARAZIONE DELLE SUPERFICI Può avvenire in due modi: • • Mediante sgrassatura Mediante disossidazione 1) La preparazione della superficie mediante sgrassatura si realizza utilizzando: • • • • Solventi liquidi (petrolio, benzina …) cosparsi sui pezzi mediante pennelli; Vapori di solventi (trielina …), che sciolgono i residui grassi senza alcun intervento manuale; Soluzioni alcaline (soda caustica …) alla temperatura di 50 – 60 °C; Soluzioni elettrolitiche (acqua, fosfato trisodico, carbonato sodico, cianuro sodico e idrato sodico) in vasche ove è immerso il cesto contenente i pezzi: il cesto con i pezzi funge da catodo, mentre la vasca funge da anodo. 2) La preparazione della superficie mediante disossidazione si realizza in uno dei seguenti modi: • • • • Sabbiatura, scagliando sulla superficie ossidata un getto di sabbia quarzifera o una graniglia metallica indurita; Barilatura, facendo rotolare i pezzi da pulire in un recipiente contenente sabbia quarzifera mista ad acqua; Smerigliatura, pulendo i pezzi uno alla volta mediante mola; Decapaggio chimico od elettrolitico, immergendo i pezzi in bagni appropriati in cui si liberano dall’ossido superficiale. Tecnologie mecc. di proc. e prod. - Appunti dalle lezioni del prof. Di Cara Nicola - ITIS “Galilei” - Conegliano Pag. 5 Classe 5^ - Tecnologie mecc. di proc e prod. - UdA n° 1 – Protezione dalla corrosione 1) RIVESTIMENTI METALLICI I rivestimenti metallici si realizzano prevalentemente mediante trattamenti galvanici Tra i più importanti sono: • • • • • Elettrodeposizione (zincatura, stagnatura) Immersione in metallo fuso (zincatura, banda stagnata) Placcatura Metallizzazione a spruzzo Trattamenti per diffusione ELETTRODEPOSIZIONE Particolarmente importanti risultano nella pratica gli elettrodepositi (trattamenti galvanici) di zincatura, stagnatura, cadmiatura, ramatura, nichelatura e cromatura. Si tratta del deposito su oggetti metallici di un sottile strato di altro metallo a scopo protettivo. Il deposito si può realizzare facendo passare gli oggetti da rivestire (che fungono da catodo nel circuito elettrolitico) in vasche contenenti le soluzioni elettrolitiche ed il materiale che costituisce il rivestimento (che funge da anodo). Collegati gli oggetti al polo negativo e gli anodi al polo positivo del generatore, si determina in continuo la dissoluzione del materiale dagli anodi ed il deposito dello stesso sulle superfici. Lo strato ossidato ottenuto ha uno spessore medio di 10 µ, è molto duro, chimicamente inerte in molti ambienti, resistente all’usura ed elettricamente isolante. Il procedimento più usato di ossidazione anodica prevede l’uso di vasche contenenti soluzioni di acido solforico. Alla ossidazione può seguire il trattamento di colorazione mediante immersione in soluzioni speciali. Uno dei metalli più utilizzati per rivestire le leghe ferrose è lo zinco, che ha una buona resistenza alla corrosione atmosferica, dal momento che si ricopre di una pellicola insolubile formatasi a causa della reazione con i gas dell’aria. Lo zinco, inoltre, data la sua posizione nella scala dei potenziali dei metalli, protegge il ferro in caso di formazione di pile galvaniche: si ha uno spostamento di ioni di zinco verso il ferro e non viceversa. • Processo elettrolitico di zincatura La formazione del rivestimento di zinco sull’acciaio per via elettrolitica si ottiene facendo passare corrente elettrica in una cella contenente una soluzione acida o alcalina di sali di zinco che funge da elettrolita. La lega ferrosa da proteggere (per esempio acciaio) si comporta da catodo, mentre lo zinco funge da anodo. Sotto l’azione della corrente elettrica, gli ioni di zinco si depositano sul catodo (cioè sull’acciaio), mentre dall’anodo si staccano ed entrano continuamente in soluzione Tecnologie mecc. di proc. e prod. - Appunti dalle lezioni del prof. Di Cara Nicola - ITIS “Galilei” - Conegliano Pag. 6 Classe 5^ - Tecnologie mecc. di proc e prod. - UdA n° 1 – Protezione dalla corrosione nuovi ioni di zinco, cosicché il loro numero nella soluzione si mantenga costante. Man mano che l’elettrodo di zinco si consuma, l’oggetto d’acciaio si ricopre di un sottile strato di zinco. • Stagnatura elettrolitica Il processo di stagnatura elettrolitica a cui viene sottoposto un lamierino di acciaio si esegue con le stesse modalità della zincatura. Dopo avere preparato opportunamente il nastro, esso è fatto passare entro un apposito bagno elettrolitico contenuto in vasche. Gli anodi sono costituiti da barre di stagno purissimo, mentre il lamierino d’acciaio funge da catodo. In seguito all’immissione di corrente continua ad elevata intensità, per effetto dell’elettrolisi, una quantità di particelle di stagno degli anodi si deposita progressivamente sul nastro d’acciaio durante l’avanzamento nelle vasche. Poiché in seguito a tale operazione la superficie del nastro assume un aspetto opaco (dovuta alla semplice deposizione dello stagno sulla lamiera di base), si esegue una operazione di “finitura” facendo passare il nastro in un forno a muffola alla temperatura di 232 °C, ove lo stagno fonde e forma la lega Fe Sn2 , che si compenetra con l’acciaio di base e conferisce brillantezza. IMMERSIONE IN METALLO FUSO • Zincatura per immersione a caldo La zincatura per immersione a caldo è uno dei più diffusi metodi di protezione delle leghe ferrose. E’ costituita dalle seguenti fasi: 1. Sgrassaggio, che ha lo scopo di eliminare i grassi dalla superficie degli oggetti da zincare 2. Decapaggio o sabbiatura, che consente di eliminare gli ossidi superficiali 3. Flussaggio, che ha lo scopo di proteggere, dopo il lavaggio ed il decapaggio, l’oggetto da ogni rischio di ossidazione 4. Zincatura, mediante immersione dell’oggetto in un bagno di zinco alla temperatura di 450 °C, per un tempo variabile da alcuni secondi ad alcune decine di minuti. Si costituisce non un semplice rivestimento ma una combinazione metallurgica formata da una vera e propria lega di spessore di 70 ÷ 120 µm. All’analisi metallografica, tra l’acciaio e lo strato di zinco esterno, appaiono strati intermedi di leghe ferro-zinco. Lo zinco presente nel rivestimento determina la sua azione protettiva non solo perché costituisce una “barriera”, ma anche per le sue caratteristiche elettrochimiche, che vedono il suo potenziale più elettronegativo rispetto a quello del ferro, per cui, se una parte del rivestimento dovesse screpolarsi e l’acciaio dovesse trovarsi immerso in un elettrolita, si ha un passaggio di corrente dallo zinco al ferro, lo zinco invia ioni in soluzione, si corrode al posto del ferro comportandosi da anodo. In pratica si ricostituisce uno strato protettivo simile a quello realizzato industrialmente. • Stagnatura a immersione Nel processo di stagnatura a immersione, il lamierino di acciaio, in fogli, dopo essere stato opportunamente preparato, è immerso in un bagno di stagno fuso alla temperatura di circa 320 °C. Tecnologie mecc. di proc. e prod. - Appunti dalle lezioni del prof. Di Cara Nicola - ITIS “Galilei” - Conegliano Pag. 7 Classe 5^ - Tecnologie mecc. di proc e prod. - UdA n° 1 – Protezione dalla corrosione Il lamierino è quindi immerso in olio di palma per evitare l’ossidazione dello stagno, è raffreddato con correnti d’aria ed è pulito ed asciugato. PLACCATURA La placcatura è eseguita facendo aderire al foglio di lamiera da proteggere, d’acciaio o di lega leggera, un lamierino di rivestimento. Questo è applicato mediante un’onda d’urto esplosiva oppure per laminazione a caldo. Il legame tra i due materiali metallici avviene per compenetrazione dei cristalli. Per evitare che la superficie del metallo placcato sia danneggiata da scaglie di laminazione, viene formato un “pacco”. Il procedimento permette di ottenere contemporaneamente due lamiere placcate. Le lamiere di base vengono a trovarsi all’esterno e quelle di placcatura, più pregiate, all’interno. METALLIZZAZIONE La metallizzazione consiste nel proiettare sulla superficie metallica da proteggere dello zinco finemente polverizzato. Sono usate delle speciali pistole nelle quali lo zinco viene fuso tramite una miscela ossigeno-acetilene od ossigeno-propano. Lo zinco è quindi proiettato da un getto di aria compressa sotto forma di nuvola costituita da piccolissime gocce che, al momento dell’impatto con la superficie da proteggere, sono ancora allo stato liquido. La metallizzazione consente di proteggere contro la corrosione anche superfici di grande ampiezza e di forma complicata (per esempio ponti, serbatoi ecc.). La superficie da metallizzare deve essere precedentemente preparata con grande accuratezza. La metallizzazione a spruzza dello zinco è regolata dalle Norme UNI 5101-62 e 5102-62. Altri agenti ricoprenti sono l’alluminio, il rame, l’ottone, lo stagno ed il piombo. 2) RIVESTIMENTI NON METALLICI I materiali non metallici impiegati come protezione contro la corrosione sono di vario genere. Si distinguono comunque: • • Materiali inorganici Materiali organici 1) Tra i primi bisogna ricordare il conglomerato cementizio (calcestruzzi e malte), che costituisce un valido rivestimento per i materiali ferrosi utilizzati nell’edilizia. L’impiego è determinato dal fatto che ferro ed acciaio, in ambiente alcalino, si passivano. Utilizzati sono anche gli smalti, prodotti vetrosi ottenuti per fusione di una miscela di sabbia, argilla, feldspato e fondenti vari, ai quali si aggiungono composti Tecnologie mecc. di proc. e prod. - Appunti dalle lezioni del prof. Di Cara Nicola - ITIS “Galilei” - Conegliano Pag. 8 Classe 5^ - Tecnologie mecc. di proc e prod. - UdA n° 1 – Protezione dalla corrosione di nichel, cobalto, cromo o rame. Essi resistono alla corrosione fino ad 800 °C in ambienti liquidi e fino a 400 °C in ambienti gassosi. Le miscele, finemente macinate, sono applicate a spruzzo o a pennello sulle lamiere o su oggetti metallici e quindi cotte a temperature variabili da 600 a 1200 °C. Pure utilizzati sono i materiali ceramici, come la porcellana ed il gres, come rivestimenti di vasche per processi galvanici, di serbatoi ecc. 2) Tra i secondi, di notevole interesse sono le materie plastiche (termoplastiche e termoindurenti). In particolare ricordiamo i seguenti: - - il polietilene, impiegato per la fabbricazione di tubi e fogli da rivestimento anticorrosivo o utilizzato sotto forma di polvere lanciata con una corrente d’aria sui pezzi metallici precedentemente riscaldati; il teflon (P.T.F.E.), che non è attaccato nemmeno dall’acqua ragia, sopporta temperature fino a 200 °C ed è utilizzato per la fabbricazione di premistoppa, tubi e filtri. Le materie plastiche trovano largo impiego per rivestire strutture metalliche nell’industria chimica e nelle condotte interrate. Materie plastiche tipo PVC e suoi derivati sono utilizzati per il rivestimento di metalli (ferrosi, leghe leggere, leghe di rame, acciaio inox, ecc.) come applicazione protettiva per uso tecnologico, antirumore, decorativo in particolar modo nei casi in cui l’effetto decorativo è prevalente (ad esempio maniglie, manici di pinze, ecc.). Il materiale plastico viene essere reso perfettamente aderente alla superficie metallica mediante l’impiego di appropriato primer. In questo processo il pezzo viene pulito tramite sabbiatura, poi sull’oggetto viene applicato il primer, successivamente viene scaldato e immerso nella vasca contenente il materiale plastico di diversi colori e durezze, infine viene cotto in appositi forni. Purtroppo molte materie plastiche, sotto l’azione della luce e del calore possono cedere, determinando fessurazioni e discontinuità, che mettono allo scoperto parte del materiale metallico, che diviene sede di corrosione localizzata. Per gli organi meccanici non va sottovalutata la protezione temporanea realizzata mediante mezzi protettivi a film oleoso, che sono applicati per immersione, a spruzzo o a pennello (dopo un’accurata pulizia della superficie). Per le reti tubiere va particolarmente ricordata la protezione con rivestimenti organici a base di materiali bituminosi. Tecnologie mecc. di proc. e prod. - Appunti dalle lezioni del prof. Di Cara Nicola - ITIS “Galilei” - Conegliano Pag. 9 Classe 5^ - Tecnologie mecc. di proc e prod. - UdA n° 1 – Protezione dalla corrosione PROTEZIONE MEDIANTE VERNICIATURA E’ uno dei metodi di protezione dalla corrosione più utilizzati. Basti pensare alle carrozzerie delle automobili ed alle carcasse degli elettrodomestici. La verniciatura, agli effetti della protezione dalla corrosione, è utilizzata soprattutto in difesa della corrosione atmosferica dovuta all’umidità. Non esiste una pittura antiruggine perfetta, in grado di dare assoluta garanzia di resistenza nel tempo alla corrosione. Una vernice dovrebbe avere dei requisiti, appresso elencati, che purtroppo non sono presenti in un unico prodotto: - aderenza all’oggetto da proteggere impermeabilità all’aria ed all’umidità resistenza agli agenti corrosivi resistenza alle radiazioni luminose azione passivante del metallo caratteristiche di elasticità e plasticità stabilità in un intervallo convenientemente ampio di temperatura resistenza ai colpi ed all’abrasione atossicità aspetto estetico gradevole La scelta del tipo di vernice dipende dalle proprietà che si richiedono alla superficie metallica da ricoprire. Perché la protezione anticorrosione abbia completamente risultato, in pratica si deve ricorrere a diversi strati di vernici protettivi. 1° strato (strato di base) Dopo una accurata e scrupolosa operazione di pulitura della superficie da proteggere, si applica un primo strato di vernice il cui scopo è quello di consentire un intimo contatto tra la superficie ed il successivo strato di finitura. Ha cioè una funzione di ancoraggio. Lo strato di base, dopo che si è essiccato, deve mantenere flessibilità e costituire una pellicola aderente alla superficie in modo da potere resistere ad eventuali deformazioni. Esso contiene ossidi di zinco o di ferro ed altre sostanze in grado di esercitare un’azione passivante di ossidazione. 2° strato Conferisce resistenza agli agenti atmosferici, alle radiazioni luminose ed all’abrasione. Aggiunge durezza e forma una barriera all’ossigeno ed all’umidità. Il secondo strato può essere costituito in realtà da più strati, contenendo leganti, pigmenti, solventi liquidi e diluenti: Tecnologie mecc. di proc. e prod. - Appunti dalle lezioni del prof. Di Cara Nicola - ITIS “Galilei” - ConeglianoPag. 10 Classe 5^ - Tecnologie mecc. di proc e prod. - UdA n° 1 – Protezione dalla corrosione - - il legante (olio, bitume, resina sintetica …) permette l’impermeabilità, l’elasticità, la resistenza agli agenti chimici, l’isolamento elettrico; i pigmenti (sostanze insolubili come la grafite, la polvere di zinco e quella di alluminio …) danno al legante la durezza ed aumentano la resistenza alla corrosione, favorendo le condizioni di passività; i solventi liquidi (anidri, neutri o valatili) fluidificano il legante per migliorare l’applicabilità della vernice a spruzzo, a pennello o ad immersione; i diluenti (che devono poi evaporare senza lasciare reazioni residue nello strato) hanno lo scopo di ridurre la viscosità della vernice e facilitare quindi l’applicazione. 3° strato Costituisce lo smalto di finitura con funzione decorativa, aumenta lo spessore e la resistenza complessiva dell’oggetto. PROTEZIONE CATODICA E’ un tipo di protezione attiva dalla corrosione ed adatta nel caso della protezione dalla corrosione dovuta a correnti vaganti. Quando una struttura metallica interrata (per esempio una condotta) è attraversata da una corrente elettrica, subisce una corrosione nel punto (anodo) in cui gli elettroni lasciano la struttura stessa. Tale tipo di corrosione si può evitare impedendo la fuoriuscita delle cariche elettriche negative. Uno dei metodi utilizzati è quello galvanico. • Metodo galvanico Si realizza una coppia galvanica installando nel terreno un elettrodo formato da un metallo che nella serie elettrochimica assume un potenziale elettronegativo alto (meno nobile). Si ottiene così una corrente di elettroni che passano dall’elettrodo (anodo) alla struttura da proteggere. La struttura non può più cedere elettroni e quindi non si corrode. Al contrario l’elettrodo, comportandosi da anodo, si corrode al suo posto e dovrà, dopo un certo tempo, essere sostituito. I metalli più utilizzati per la realizzazione degli elettrodi sono lo zinco e l’alluminio. Tecnologie mecc. di proc. e prod. - Appunti dalle lezioni del prof. Di Cara Nicola - ITIS “Galilei” - ConeglianoPag. 11