\ tecnologie meccaniche SABILI MOHAMMED 5A cosè la corrosione Morfologia dei fenomeni corrosivi tipologie di corrosione metodi di protezione cosè la corrosione La corrosione è il processo naturale di deterioramento dei materiali a causa di reazioni chimiche o elettrochimiche con l'ambiente circostante. Queste reazioni portano alla progressiva degradazione delle caratteristiche fisiche e chimiche del materiale, compromettendo la sua integrità strutturale e le prestazioni originali. il processo di corrosione tipico si può considerare come la reazione inversa favorita termodinamicamente del processo di estrazione del metallo tipi di corrosione La corrosione elettrochimica è un processo di deterioramento dei materiali causato da reazioni chimiche ed elettrochimiche con l'ambiente circostante. Coinvolge l'anodo (dissoluzione del metallo) e il catodo (riduzione di sostanze come l'ossigeno), con la presenza di un elettrolita (liquido conduttivo o ambiente umido) La corrosione a caldo si verifica a temperature elevate. In questo processo, i materiali esposti a temperature elevate reagiscono con l'ambiente circostante, causando la loro degradazione chimica o meccanica. corrosione per contatto galvanico: si verifica quando due metalli diversi entrano in contatto in un ambiente elettrolitico, come ad esempio l'acqua salata o umida. Questo fenomeno è il risultato dell'interazione tra i due metalli, che hanno potenziali elettrici differenti. In questo processo, uno dei metalli agisce come l'anodo (il metallo che si corrode) e l'altro come il catodo (il metallo che è protetto dalla corrosione) il catodo ha un potenziale elettrico maggiore rispetto al’anodo, dunque sarà proprio il metallo che funge da anodo a corrodersi il flusso di elettroni seguirà percorsi esterni alla soluzion elettrolitica, andando dal metallo con potenziale elettrochimico più basso, verso quello più alto da tale processo nascono le seguenti chimiche: - anodiche (di ossidazione), che tendono a distruggere il metallo che si discioglie sotto forma di ioni oppure ritorna allo stato combinato di ossido -catodiche (di riduzione), in cui gli elettroni abbandonano il metallo che funge da anodo e seguono percorssi esterni alla soluzione elettrolitica, giungendo al catodo, che li “acquista”, rimanendo inalterato. Queste due reazioni parziali possono verificarsi sulla superficie del metallo con una distribuzione piuttosto omogenea, provocando un attacco uniforme Il meccanismo e la natura elettrochimica della reazione corrosiva definiscono i requisiti necessari affinché si verifichi la corrosione: • un metallo conduttore •un elettrolita (una sottile pellicola di umidità sulla superficie è già sufficiente) •ossigeno per la reazione catodica Corrosione per aerazione differenziale: La corrosione per aerazione differenziale si verifica quando l'ossigeno presente nell'acqua reagisce con il metallo, in questo modo si va a creare una diversa concentrazione di ossigeno ciò anche perche l’ossigeno diffonde meglio in superficie che nella zona interna La zona ricca di ossigeno diventa catodica e anodica la zona piu povera di ossigeno, generando una pila cortocircuitata la raffigura ‘’A’’ rapresenta un meccanismo corrosivo di base del ferro con una goccia d'acqua. Le due reazioni di dissoluzione del metallo e di riduzione dell'ossigeno si verificano con una leggera separazione sulla superficie e il loroprodotti (ioni di Fe e di OH) reagiscono nella goccia d'acqua, formando la ruggine rossa. In generale, lo stesso schema si applica ad altri metalli come lo zinco o l'alluminio, ma con reazioni chimiche leggermente diverse nell'elettrolita. A La corrosione nelle leghe: La corrosione tra elementi di lega è un fenomeno che può verificarsi quando due o più metalli vengono messi in contatto tra loro in presenza di un elettrolita. In questo caso, il metallo più anodico (cioè quello con il potenziale di ossidazione più elevato) si corrode a favore del metallo più catodico (cioè quello con il potenziale di ossidazione più basso) In termini di resistenza alla corrosione, sono da preferirsi i metalli puri anche se Il processo di corrosione di un qualsiasi metallo è intrinsecamente legato alla sua nobiltà, la quale indica la maggiore o minor facilità del materiale a cedere un certo numero di elettroni I metalli più nobili (ad esempio Nickel e Titanio) cedono più difficilmente gli elettroni rispetto ai metalli meno nobili (ad esempio Alluminio e Magnesio). Scala dei potenziali standard di alcuni materiali metallici in un ambiente marino. La corrosione a caldo è la corrosione dei metalli a contatto con aria a temperature superiori ai 400 °C e fino a temperature di 1300°C L’aumento della temperatura gioca, a parità di ogni altra condizione, nel senso di rendere più veloce tutti gli stadi di cui il processo corrosivo è costituito e pertanto accresce la quantità di materiale metallico disciolto nell’ambiente aggressivo A queste temperature, l’elettrolita è evaporata e quindi si formano sulla superficie degli ossidi di metallo. Per contrastare la corrosione a caldo, il metodo più efficace è la passivazione Alluminio (Al): L'alluminio sviluppa uno strato di ossido sottile e resistente che protegge il metallo sottostante dalla corrosione. Acciaio inossidabile: Anche se non è tecnicamente uno strato di ossido, l'acciaio inossidabile contiene cromo che reagisce con l'ossigeno per formare uno strato protettivo di ossido di cromo (Cr2O3) Titanio (Ti): Il titanio sviluppa uno strato di ossido di titanio (TiO2) che è stabile e resistente alla corrosione, proteggendo il metallo sottostante. Morfologia dei fenomeni corrosivi 2 morfologie: 1. Uniforme (generalizzata): La corrosione uniforme è uno dei tipi più comuni di corrosione nelle leghe metalliche. Si verifica quando la corrosione si diffonde uniformemente sulla superficie del metallo, causando una perdita di spessore uniforme nel tempo. 2. Localizzata: La corrosione localizzata è un tipo di corrosione che si verifica in specifiche aree di una superficie metallica, mentre il resto della superficie può rimanere relativamente intatto. Questa forma di corrosione può essere più distruttiva rispetto alla corrosione uniforme, poiché può portare a fessure, crepe e fori nella superficie metallica. 2. Tipi di corrosione Localizzata : Corrosione da Pitting (violatura): La corrosione da pitting è una forma di corrosione localizzata caratterizzata dalla formazione di piccoli fori o depressioni nella superficie del metallo. questo attacco corrosivo si presenta sotto forma di cavità (pit) molto piccole (0.1-2 mm). interessa gli acciai comuni al carbonio, gli acciai inox, le leghe di alluminio, in condizioni di stagnazione dei fluidi, di fregamento oppure di cavitazione Crevice (corrosione in fessura): è un tipo di corrosione localizzata che si verifica lungo i bordi delle superfici metalliche, formando fessure o crepe. Questo fenomeno può portare a significative perdite di resistenza nel metallo coinvolto, rendendo le parti soggette a tale corrosione vulnerabili a rotture e fallimenti strutturali. si manifesta in corrispondenza di fessure molto piccole (0,02-0,1) comprese tra due zone metalliche, oppure tra una metallica e l’altra non metalica 2. Tipi di corrosione Localizzata : Lo Stress Corrosion Cracking (SCC) (violatura): è un processo corrosivo combinato meccanico ed elettrochimico che determina la screpolatura di determinati materiali. Può provocare un improvviso cedimento di metalli normalmente duttili soggetti a livelli di sollecitazione molto inferiori alla loro tensione di snervamento. SCC di una staffa realizzata in accaio inox (austenitico) dopo circa 4 anni di utilizzo in una piscina coperta. La formazione di una crepa apre una nuova superficie metallica attiva, che a propria volta si corrode molto facilmente. Ciò provoca un'ulteriore propagazione della crepa e quindi all'esposizione di nuove superfici metalliche attive nella crepa. La corrosione intercristallina: è una forma particolare di corrosione localizzata in cui l'attacco corrosivo si verifica lungo un percorso molto ristretto, preferenzialmente lungo i confini della grana della struttura metallica. L'effetto più comune di questa forma di corrosione è una rapida disgregazione meccanica (perdita di duttilità) del materiale. Metodi di protezione si può aggire in 3 modi: 1. Superficialmente 2. sul Catodo (ambiente) 3. sul Anodo (materiale) Agire sul Catodo: - Agire sulla zona catodica vuol dire agire sulle condizioni ambientali Inibitori di Corrosione: sono sostanze chimiche che vengono utilizzate per proteggere i metalli dalla corrosione. Possono essere utilizzati in vari contesti, come impianti industriali, sistemi di riscaldamento e raffreddamento, veicoli e molti altri. es. Fosfati e Silicati Deumidificazione: Ridurre l'umidità nell'aria per prevenire la formazione di condensa, che può accelerare la corrosione. Gas Riducenti: L'uso di gas riducenti per ridurre il contenuto di ossigeno nell'atmosfera, prevenendo così la corrosione. trattamento delle acque: Filtrazione: Rimuove particelle solide dall'acqua che potrebbero danneggiare le superfici metalliche. Neutralizzazione: Il controllo del pH dell'acqua impedisce l'acidificazione o l'alcalinizzazione eccessiva, riducendo così il rischio di corrosione. Agire sul Anodo - Agire sulla zona catodica vuol dire agire sul materiale Materiali Resistenti alla Corrosione: Utilizzare materiali resistenti alla corrosione come l'acciaio inossidabile, l'alluminio, il rame o le leghe speciali che hanno una maggiore resistenza alla corrosione rispetto ai metalli comuni. Anodizzazione: Permette di formare uno strato di ossido protettivo sulla superficie di materiali come l'alluminio, migliorandone la resistenza alla corrosione. Passivazione: Processo chimico per migliorare la resistenza alla corrosione di materiali come l'acciaio inossidabile, creando uno strato di ossido protettivo sulla superficie del materiale. es. acciao inox Inibitori di Corrosione Incorporati: Incorporare inibitori di corrosione direttamente nel materiale durante la produzione per migliorare la sua resistenza alla corrosione nel tempo. Agire sulla zona Superficiale Vernici e Rivestimenti Protettivi: Applicare vernici, smalti o rivestimenti speciali che creano uno strato protettivo sulla superficie del materiale, impedendo il contatto con l'agente corrosivo. Questi rivestimenti possono essere a base di resine epossidiche, poliuretaniche o altre sostanze protettive. Galvanizzazione e Zincatura: Coprire il metallo con uno strato di zinco mediante galvanizzazione o zincatura a caldo. Lo zinco funziona come un anodo sacrificale, proteggendo il metallo sottostante dalla corrosione. Rivestimenti Polimerici: Applicare rivestimenti polimerici resistenti alla corrosione, come il polietilene o il polipropilene, per proteggere le superfici metalliche in ambienti aggressivi.
