Tensocorrosione

CEDIMENTO INDOTTO DALL’AMBIENTE:

I

TENSOCORROSIONE (SCC) sono fenomeni di corrosione

INFRAGILIMENTO DA IDROGENO (HE) assistiti meccanicamente (EAC):

CORROSIONE A FATICA (CF) cioè sono indotti dall’ambiente in

condizioni di sollecitazione.

portano a e

PERDITA DI DUTTILITÀ possono avvenire anche

a bassi livelli di sforzi per

ROTTURA simultaneamente

esposizione ad ambienti chimici.

Fenomeni di questo tipo furono osservati già a fine ‘800 e, in funzione delle particolari circostanze,

gli furono date diverse denominazioni senza avere un’idea complessiva del fenomeno:

• FRAGILITÀ CAUSTICA degli acciai al carbonio (caustic embrittlement):

le caldaie in acciai al carbonio scoppiavano perché negli interstizi dove lavorava l’acqua si

innalzava la concentrazione di sostanze alcaline, in particolare caustiche.

In presenza di soluzioni caustiche, l’acciaio al C può sviluppare tensocorrosione.

• CEDIMENTO STAGIONALE degli ottoni (season cracking)

gli inglesi avevano avuto un problema in un reggimento in India: ai soldati scoppiavano i

fucili in volto perché scoppiavano i proiettili nei fucili.

= hanno un bozzolo costituito da ottone incrudito, quindi pieno di tensioni interne.

PROIETTILI

Questi bozzoli d’inverno erano stati messi in delle casse vicino a una stalla: i vapori

ammoniacali dell’urea dei cavalli per condensazione li avevano bagnati.

Un ambiente specifico per la tensocorrosione del Cu e delle sue leghe è quello ammoniacale:

questo condensato ammoniacale, in presenza di autotensioni, aveva criccato tutti i bozzoli.

quando si andava a sparare, essi si spaccavano.

• FRAGILITÀ DA PLACCATURA (plating embrittlement)

• FRATTURA DIFFERITA (delayed failure)

Solo molto più avanti si è proposta una comune denominazione di o

TENSOCORROSIONE

( ), unificando i meccanismi di frattura fragile sub-critica

STRESS CORROSION CRACKING SCC

favoriti dall’ambiente sotto l’azione di tensioni di trazione.

Per chiarezza si distinguerà tra:

• (convenzionale) interessa maggiormente i metalli in condizioni di passività

SCC ANODICA elettrochimica ed è caratterizzata da un avanzamento

continuo e sub-critico di una per

MICROCRICCA

dissoluzione anodica del suo apice. all’apice

idrogeno

di

dall’assorbimento

(HE) influenzata

è

CATODICA

SCC

• stessa.

della

discontinua

crescita

con

cricca

della Sebbene nel passato si siano trattati SCC e

HE come fenomeni distinti, in realtà questi

hanno molti aspetti in comune e, in funzione

delle condizioni di lavoro, possono essere

anche .

CONCOMITANTI

TENSOCORROSIONE ANODICA (SCC CONVENZIONALE)

• tipo di corrosione localizzata che si manifesta con formazioni di cricche molto sottili che

possono procedere anche velocemente all’interno del materiale e che si innesca quando si

verificano contemporaneamente 2 condizioni:

1. che possono essere:

PRESENZA DI TENSIONI DI TRAZIONE

• di natura autotensionale

• applicate esternamente

• operazionali (es. dilatazioni termiche, cedimenti dei vincoli, ecc)

Il livello di sollecitazione è di entità anche non rilevante: può anche essere inferiore al carico di

snervamento del materiale e anche minore del limite di fatica della struttura ingegneristica.

2. PRESENZA DI UNA PARTICOLARE COMBINAZIONE METALLO-AMBIENTE

con ambiente anche blandamente aggressivo (ma in un ambiente non specifico, un

specifico), per cui in assenza di tensioni non materiale può corrodersi ma non è

soggetto a tensocorrosione

sarebbe un problema.

Se una di queste condizioni viene a mancare, la non si manifesta.

SCC

• il fenomeno si verifica anche se l’ambiente non è particolarmente corrosivo e le sollecitazioni

non sono pericolose.

• il fenomeno è estremamente pericoloso in quanto può dar luogo a improvvisi cedimenti del

materiale, senza che questo sia visibilmente deteriorato. .

NON PRESENTA PRODOTTI DI CORROSIONE VISIBILI

è molto rapido (tanti mm/anno)

CARATTERISTICHE DEL DANNEGGIAMENTO

Nonostante ci siano sollecitazioni, non si ha alcuna deformazione plastica.

Non ci sono prodotti di corrosione apprezzabili perché sulla superficie parte un pitting (molto piccolo)

e dall’ext non si nota che il danneggiamento ha interessato una frazione importante dello spessore.

TENSOCORROSIONE = pericolosa perché produce delle microcricche sottilissime

nel materiale (che dall’esterno non sono minimamente visibili), orientate

perpendicolarmente alla direzione della tensione meccanica applicata,

che possono procedere a valori molto elevati. sono fattori di

• transgranulari intensificazione

• intergranulari degli sforzi che

• ramificate possono portare a

cedimenti di

schianto

-

TABELLA CON GLI ACCOPPIAMENTI

• colpisce una vasta gamma di materiali metallici, in particolare le leghe metalliche sotto

l’azione di ambienti di natura differente, mentre i metalli puri risultano praticamente immuni.

idrossidi (ambienti caustici), nitrati, carbonati, ammoniaca liquida,

• acciai al C miscele di CO e CO acqua areata (anche se distillata)

2,

con cloruri/solfuri, NON in ambienti ammoniacali

• acciai inox ambienti ammoniacali NON in ambienti con cloruri

• leghe di rame (ottoni)

acciai

altoresistenziali

• normalmente per una certa classe di materiali, ha luogo in un ambiente in cui quel materiale

tende a passivarsi.