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Cos'è la corrosione e perché è importante eseguire test di corrosione?

Informazioni di base sul fenomeno della corrosione (processo, cause ed effetti) e sull’importanza dei test.

Resistenza alla corrosione

Molte volte, probabilmente, vi sarà capitato di vedere degli oggetti metallici ricoperti da un rivestimento marrone; questo fenomeno è noto come corrosione.

Il processo di corrosione è dovuto a una reazione chimica o elettrochimica di una superficie esposta con l'ambiente circostante, che porta gradualmente al decadimento del materiale. Il meccanismo di innesco per far sviluppare la corrosione è dato dall'esposizione a un attacco chimico da parte di un liquido o gas, accelerato da temperature calde, acidi o sali.

Il fenomeno della corrosione si riferisce solitamente al decadimento dei metalli, ma quasi tutti i materiali sono soggetti a degradazione e il livello di inquinamento, oggi, può solo accelerare questo processo. La corrosione può danneggiare edifici, macchine o servizi pubblici e può diventare molto costoso da riparare... ma il costo non è solo finanziario!

PROCESSO E CAUSE DEL FENOMENO DI CORROSIONE

Fondamentalmente, la corrosione è una reazione chimica o elettrochimica di un materiale con il suo ambiente che determina la degradazione del materiale e la perdita delle sue caratteristiche iniziali. È un fenomeno naturale e irreversibile.

Quali sono i fattori che portano alla corrosione dei metalli?

Quando i metalli vengono a contatto con un elettrolita contenente sostanze reattive dissolte, come l'acqua (l'acqua non è mai presente in forma pura, i gas e i sali disciolti nell'acqua favoriscono la corrosione), gli elettroni di 2 metalli fluiscono verso l'area catodica del metallo reagendo con l'ossigeno e iniziando a formare ruggine.

L'esempio sopra mostra che l'ossigeno è uno degli elementi principali per la corrosione; infatti, a temperatura ambiente, l'umidità che possiamo trovare nell'aria è sufficiente per avviare il processo di corrosione.
Altro elemento principale già citato è l'acqua, che può entrare in contatto con parti soggette a corrosione per immersione, capillarità o condensa. Ma ci sono anche altri fattori che possono facilitare il processo di corrosione:

  • Alcalinità o acidità dell'elemento conduttivo (sali e acidi accelerano la corrosione)
  • Stabilità del prodotto affetto da corrosione
  • Batteri (colonie di batteri aumentano la concentrazione di ossigeno)
  • Temperatura

EFFETTI DELLA CORROSIONE

Siamo abituati a parlare di "ruggine" per descrivere la corrosione del ferro o dell'acciaio, poiché i metalli possono corrodersi facilmente; ma questi non sono gli unici materiali che subiscono l'effetto della corrosione. La corrosione può attaccare anche materiali non metallici come cemento e plastica.

Vediamo quali potrebbero essere gli svantaggi...

Sui metalli, la corrosione riduce l'efficienza delle apparecchiature metalliche portando a uno dei seguenti effetti:

  • blocco o danno meccanico dei tubi
  • perdita di proprietà meccaniche (ad esempio su ponti metallici)
  • perdita di efficienza
  • inquinamento dovuto al rilascio di particelle dalla corrosione

Sulle strutture (edifici, ponti ...), la corrosione non è solo una questione di durata in quanto può influenzare direttamente le proprietà meccaniche e strutturali dei componenti.

In particolare, quando la corrosione attacca il calcestruzzo, questo potrebbe essere soggetto a:

  • perdita di lunghezza, le strutture corrose diventano vulnerabili per i carichi di progettazione; può accadere in strutture di acciaio e cemento armato
  • fatica, la propagazione della rottura a fatica negli acciai strutturali può essere accelerata dalla corrosione
  • ridotta forza adesiva, se l'acciaio si corrode avrà una superficie con un legame scarso con il cemento circostante
  • duttilità limitata, che è un fattore importante da considerare nella progettazione e nella valutazione sismica, il che significa che la deformazione plastica della struttura corrosa è limitata.

Sui polimeri, non siamo abituati alla corrosione come accade per i metalli. Le materie plastiche non sono metalliche, di conseguenza si corrodono in modo diverso. Tuttavia, i materiali plastici sono influenzati dal degrado ambientale.

La corrosione dei polimeri non è facile da scoprire, può accadere che il materiale abbia lo stesso aspetto, ma può essere indebolito e aver perso la sua resistenza meccanica. Polimeri che sono stressati meccanicamente in un ambiente chimico possono incrinarsi sulla superficie; le crepe possono quindi propagarsi nel materiale.

Il processo di degradazione della plastica consiste in un cambiamento delle proprietà (resistenza alla trazione, colore, forma, ecc.) di un polimero o di un prodotto a base di polimeri sotto l'influenza di uno o più fattori ambientali quali calore, luce o sali, acidi o sostanze chimiche alcaline.

Esiste una grande varietà di test di nebbia salina che una camera per prove di corrosione può eseguire. Quella da scegliere dipende dal campo di applicazione e dal tipo, dai materiali e dalle dimensioni del prodotto da testare.

IL COSTO DELLA CORROSIONE

È importante capire che il costo della corrosione non è solo finanziario. Oltre all'enorme quantità di denaro per riparare o sostituire strutture corrose o in decomposizione sono i costi indiretti (potenziali pericoli, risorse naturali e opportunità perse).

Gli incidenti causati da strutture corrose possono comportare enormi problemi di sicurezza, perdita di vite umane, risorse e molto altro ancora. A seconda del campo di applicazione in cui si trova il tuo settore, il costo indiretto può essere molto più alto dell'investimento iniziale.

Inoltre, viviamo in un mondo sempre più sensibile alle condizioni ambientali e lo spreco di risorse naturali, necessario per riparare le strutture, è in contraddizione con le esigenze di progetti sostenibili!

TEST DI CORROSIONE

I test di corrosione possono aiutare a prevedere la resistenza dei materiali alla corrosione per stimare il ciclo di vita dei componenti, confrontare materiali diversi e valutare il comportamento di un materiale in un particolare ambiente corrosivo. I test di corrosione possono anche aiutare i produttori a capire se i processi di rivestimento vengono eseguiti secondo le specifiche.

Le condizioni per l'attivazione di processi come la corrosione "sottopellicolare a bolle" o "filiforme" possono essere ricreate nelle camere di prova della corrosione, seguendo i principali standard internazionali.