La CORROSIONE
“IIS Cassola” Ferrandina
a.s. 2016/2017
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Tecnologie Chimiche Industriali
prof. Ing. Giuseppe Zaffarese
prof. Antonio Vitucci
LA CORROSIONE E’ UN FENOMENO DI NATURA
CHIMICO – FISICA CHE PROVOCA IL GRADUALE
DETERIORAMENTO DI UN METALLO PER EFFETTO DI
AGENTI ESTERNI.
CORROSIONE CHIMICA
CORROSIONE ELETTROCHIMICA
CORROSIONE CHIMICA
Avviene per opera di agenti atmosferici ( ossigeno,
umidità, anidride carbonica, anidride solforosa ed altri
prodotti di scarico liquidi o gassosi di provenienza
industriale) e consiste nella trasformazione dei metalli in
ossidi. Lo strato di ossido che si forma sulla superficie del
metallo può essere di due nature diverse:
squamoso e poco compatto ( ad esempio, la ruggine
formata sul ferro dall’ossigeno e dall’unidità dell’aria): la
corrosione continua la sua azione sullo strato sottostante
fino a degradare completamente il metallo;
aderisce fortemente ed in modo uniforme al metallo,
costituendo così una protezione contro l’ulteriore
corrosione
fenomeno della PASSIVAZIONE
(particolarmente manifestato da alluminio e cromo).
Altro tipo di corrosione chimica è quella che
avviene per opera di reattivi chimici corrosivi
( liquidi di acidi, soda, cloro…).
Alcuni materiali hanno un’eccezionale resistenza
ai reattivi chimici corrosivi: il tantalio, ad
esempio, è praticamente l’unico
metallo che resiste all’acido cloridrico
concentrato, mentre la resina plastica Teflon è
praticamente inerte, come il vetro.
CORROSIONE ELETTROCHIMICA
Avviene quando due metalli diversi a contatto tra loro
sono immersi in un liquido salino; si forma allora una
vera e propria pila con corrosione del metallo meno
nobile. Un caso molto frequente avviene nelle parti
metalliche poste dentro terreni umidi.
METALLI NOBILI e meno NOBILI
ESEMPIO di PILA
La corrosione elettrochimica può presentarsi in diversi casi:
per contatto diretto dei metalli;
per corrente galvanica;
in presenza di correnti vaganti.
Tutti questi casi sono riconducibili al seguente schema:
1) la parte anodica si corrode;
2) la parte catodica è costituita da una zona metallica non
soggetta a corrosione;
3) la parte elettrolitica è costituita da un mezzo umido di
contatto tra le due zone metalliche.
La corrente della parte anodica è accompagnata da un
passaggio di corrente nell’elettrolita, diretta dall’anodo verso il
catodo.
CORROSIONE ELETTROCHIMICA PER CONTATTO DIRETTO
Oltre i due metalli, è necessaria la presenza di un’atmosfera
umida.
Ad esempio, si consideri il caso di una vite di acciaio fissata su
una lastra di rame e viceversa, una vite di rame su una lastra di
acciaio.
Fe
Aria umida
Cu
RUGGINE
Cu
Fe
Aria umida
Nel primo caso (vite di acciaio fissata su una lastra di rame) si osserva
una rapida ed accelerata corrosione dell’acciaio: si verifica una
circolazione di elettroni dal ferro al rame all’ossigeno (corrente
galvanica), per cui il ferro si trasforma in ruggine ( miscela di ossidi ed
idrossidi di ferro, inconsistente e sfaldabile).
La presenza del rame causa una notevole accelerazione della
degradazione dell’acciaio, che in sua assenza avverrebbe più
lentamente. Nella velocità di corrosione hanno enorme importanza
anche le reciproche superfici dei metalli: nel caso di vite di ferro su
lastra di rame si osserva una corrosione molto rapida, poiché l’estesa
superficie di rame richiama elettroni da una singola vite di acciaio,
amplificando il danno; il caso di vite di rame su superficie di acciaio,
invece, è molto meno dannoso poiché la vite di rame richiama
elettroni da una estesa superficie di acciaio, distribuendo la sua
azione in modo uniforme, rallentando così la corrosione.
CORROSIONE ELETTROCHIMICA
per GENERAZIONE di CORRENTI GALVANICHE
Avviene tra strutture di metalli diversi interrate a una
certa distanza. In questo caso, si forma una gigantesca
pila i cui elettrodi sono le strutture metalliche ed il
circuito elettrico viene chiuso dagli elettroliti presenti
nel terreno. Non essendo i metalli a contatto diretto, si
genera una circolazione di corrente ( corrente
galvanica) tra anodo e catodo a carico degli ioni
presenti nel terreno o per accidentale contatto
elettrico tra le strutture.
CORROSIONE ELETTROCHIMICA
per CORRENTI VAGANTI
E’ di estrema importanza in prossimità di impianti
tramviari e ferroviari. Le rotaie su cui viaggiano i mezzi
hanno anche il compito di riportare la corrente alimentata
verso la cabina di alimentazione. In teoria, tutta la corrente
erogata dovrebbe percorrere le rotaie, ma possono esservi
interruzioni nell’isolamento verso il terreno per cui una
parte attraversa lo stesso terreno e penetra nelle strutture
metalliche presenti (acquedotti, serbatoi, tubazioni di
gas…) che sono conduttori migliori rispetto al suolo e
divengono aree anodiche, quindi soggette ad una rapida
corrosione.
METODI di PROTEZIONE dalla CORROSIONE
Impiego di leghe speciali più resistenti all’attacco corrosivo
( come l’acciaio inossidabile contenente Molibdeno)
“Passivazione” del metallo: viene fatto formare sulla sua superficie
uno strato di ossido fortemente aderente che protegge il resto del
materiale dall’ulteriore ossidazione (l’ossigeno dell’aria, infatti, non
riesce a penetrare attraverso lo strato superficiale).
Un classico esempio è quello del cromo che ha un’elevata attitudine
alla passivazione, per cui anche un’accidentale abrasione della sua
superficie provoca l’immediata autoriparazione del metallo.
Lo stesso effetto è visibile sui tubi delle grondaie in rame:
inizialmente sono di colore rosso brillante, ma in poco tempo si
ricoprono di una patina scura di ossidi e solfuri, che protegge il rame
sottostante dall’ulteriore ossidazione.
Rivestimenti metallici: alcuni metalli possono essere protetti
dalla corrosione ricoprendo la loro superficie con altri metalli
più (MENO NOBILI) o meno sensibili ( PIU’ NOBILI) alla
corrosione rispetto al ferro contenuto nell’acciaio.
Se il rivestimento è di Sn, Ni o Cu (metalli più nobili del ferro),
l’acciaio è protetto dal metallo meno ossidabile e tale
protezione è valida finché non si scalfisce il rivestimento (in tal
caso si genera una situazione di rapida corrosione per contatto
che porta alla degradazione dell’acciaio sottostante il
rivestimento).
Se, invece, il rivestimento è di Cr o Zn (metalli meno nobili del
ferro), la protezione dell’acciaio è assicurata anche nel caso di
abrasioni del rivestimento superficiale; infatti, si instaura
sempre una corrosione per contatto, ma a farne le spese sono i
metalli di protezione superficiali che sono più ossidabili rispetto
al ferro.
Rivestimenti non metallici: consistono in vernici, materiali
polimerici o smalti con i quali viene realizzata una sottile
copertura del mrtallo. Tali protezioni sono valide sia per la
corrosione chimica sia per quella elettrochimica, almeno fino
a quando il rivestimento non subisce lesioni.
PROTEZIONE CATODICA: impiegato nei casi di corrosione
elettrolitica, evita l’ossidazione del metallo fornendogli per
altra via gli elettroni che perde nel corso dell’ossidazione. Tali
elettroni possono essere forniti da un generatore di corrente
o da un altro elemento metallico che funge da “anodo
sacrificale”, perché è destinato a sacrificare i suoi elettroni al
posto del metallo da proteggere
https://www.youtube.com/watch?v=Mcj516dgkAg
Durata 3’
