INOX – Guida alla lavorazione degli acciai
5- LA RESISTENZA ALLA CORROSIONE
È sempre molto aleatorio poter prevedere, in generale, il comportamento nel tempo di un determinato materiale metallico se messo in contatto con un certo ambiente.
Gli acciai inossidabili, grazie alla loro composizione chimica, hanno la possibilità di autopassivarsi, come già visto al punto 1) e di poter far fronte alle più disparate condizioni di aggressione.
Sono molti i parametri che giocano a favore dell’innesco di un fenomeno corrosivo:
- concentrazione dell’agente aggressivo;
- temperatura dell’agente aggressivo;
- velocità del fluido sulle pareti;
- finitura superficiale del metallo;
- ecc.
Normalmente però i due valori più determinanti da tenere presente sono la concentrazione e la temperatura della sostanza corrosiva; ecco perché nella scelta di un certo inox in funzione dell’ambiente nel quale dovrà lavorare, è necessario conoscere, se possibile, almeno questi due parametri.
In generale, il miglior comportamento nei confronti dei fenomeni corrosivi, è offerto dagli acciai austenitici, in particolare da quelli legati al cromo-nichel-molibdeno, che presentano un film passivo particolarmente resistente. Nell’ordine poi vengono i ferritici ed i martensitici che sono quelli a più basso tenore di cromo.
Per evitare che si inneschino corrosioni sugli inox, oltre a scegliere opportunamente il tipo di materiale in funzione del servizio al quale esso è destinato, è bene anche seguire alcune precauzioni durante le lavorazioni e la messa in opera. È necessario intanto, sia in fase di stoccaggio dei prodotti, sia in fase di trasformazione durante le lavorazioni, sia durante le installazioni, evitare contaminazioni con materiali meno nobili, come ad esempio quelle causate dall’acciaio comune. L’inox eventualmente contaminato, anche in presenza di un aggressivo molto blando, può macchiarsi e dare inizio a fenomeni corrosivi localizzati.
Le unioni con materiale d’apporto devono venire eseguite con gli elettrodi indicati per il materiale di base; mentre le giunzioni effettuate con elementi meccanici devono prevedere che i materiali costituenti gli organi di collegamento siano di inox o di pari nobiltà (per es. monel, ecc.). Questo per evitare che si inneschino corrosioni galvaniche dovute alla differente nobiltà dei metalli messi a contatto.
Non bisogna utilizzare, sui componenti finiti, soluzioni detergenti o decapanti che abbiano elevate percentuali di sostanze clorurate (ad esempio, non si deve usare acido cloridrico o muriatico commerciale). A volte per pulire efficacemente le superfici dell’inox è sufficiente la normale acqua e sapone oppure acqua e soda. In casi ove la sporcizia sia molto più resistente o dove sia necessario procedere a decapaggio (per esempio, i cordoni di saldatura) o a decontaminazione (nel caso di contaminazione ferrosa), è possibile utilizzare appositi prodotti in pasta da impiegare in maniera localizzata sulla zona da trattare.
Di seguito si sono illustrati, in maniera schematica, i fenomeni corrosivi più ricorrenti sugli inox ed i metodi consigliati per poterli evitare con una scelta adeguata sul tipo di acciaio da impiegare e con consigli pratici da seguire.
- 5/aVAIOLATURA
Come si presenta il materiale | Perché si crea? | Come evitarla |
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Sulla superficie si notano puntinature o vaioli. | Si lacera lo strato passivo localmente a causa di sostanze fortemente attivanti (per esempio cloruri). | Utilizzare inox con strato passivo più resistente. Nell’ordine: inox al Cr; al Cr-Ni; al Cr-Ni-Mo; etc. Evitare ambienti con forti quantitativi di ioni cloro ed alogenuri in genere. |
- 5/bINTERSTIZIALE
Come si presenta il materiale | Perché si crea? | Come evitarla |
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In corrispondenza dell’interstizio si notano macchie di corrosione e vaiolature. | Si lacera lo strato passivo a causa della scarsa ossigenazione nell’interstizio, con la presenza di una sostanza corrosiva. | In fase preventiva, eliminare l’interstizio sigillandolo. Utilizzare acciai con strato passivo più resistente. Nell’ordine: inox al Cr; al Cr-Ni; al Cr-Ni-Mo; etc. |
- 5/cINTERGRANULARE
Come si presenta il materiale | Perché si crea? | Come evitarla |
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Si evidenzia uno sgretolamento dei grani nel senso intergranulare. | L’alterazione termica (450÷850 °C per gli austenitici) per un certo periodo di tempo (saldature, trattamenti termici, servizio in esercizio), provoca una precipitazione di carburi di cromo e, in presenza di una sostanza corrosiva, può dare inizio all’attacco. | Nel caso in cui non si possa eliminare l’alterazione termica, utilizzare acciai inossidabili a basso contenuto di carbonio oppure stabilizzati (al titanio o al niobio). |
- 5/dTENSOCORROSIONE
Come si presenta il materiale | Perché si crea? | Come evitarla |
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Si sviluppano delle cricche ortogonali rispetto alla direzione di tensionamento del materiale. Cricche che possono procedere sia transgranularmente che intergranularmente. | L’azione contemporanea di una sollecitazione meccanica e di un attacco chimico può creare l’innesco della cricca, specie su strutture austenitiche. | Dove non è possibile eliminare o l’azione meccanica o l’azione chimica, impiegare acciai a parziale struttura ferritica (austeno-ferritici) o a struttura completamente ferritica. |
- 5/eGALVANICA
Come si presenta il materiale | Perché si crea? | Come evitarla |
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Il materiale meno nobile (ad esempio zinco, alluminio, acciaio al carbonio), se messo in contatto con dell’acciaio inox, può subire un processo corrosivo (ruggine, crateri, ecc.). | L’acciaio inossidabile, spostato verso l’estremità catodica della scala galvanica degli elementi, se messo in contatto con un elemento anodico (molto meno nobile), crea le premesse perché si sviluppi, in un certo ambiente, corrosione sul metallo meno nobile. | Accoppiare l’acciaio inossidabile con materiale di pari nobiltà (specie se di piccole dimensioni rispetto al componente inox), oppure interrompere la continuità metallica tra i due diversi materiali con elementi inerti (gomme, teflon, ecc.). |
- 5/fOSSIDAZIONE A CALDO
Come si presenta il materiale | Perché si crea? | Come evitarla |
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Si notano strati di ossidi scuri e ancorati alla superficie. | A causa della eccessiva alterazione termica del metallo: trattamenti termici, saldature, oppure in esercizio. Ogni inox ha un proprio limite di temperatura, oltre il quale si verifica ossidazione a caldo. | Se non si può limitare l’alterazione termica, è necessario utilizzare inox refrattari ad alto contenuto di cromo, sia della serie ferritica che della serie austenitica. |