Appunti di Corrosione e Protezione dei Materiali

DIAGRAMMI di POURBAIX (potenziale/pH)

• Riportano il potenziale redox del sistema in funzione del pH sulle ascisse.
• Studiato per termodinamica e equilibrio, dunque si hanno dati relativi all’eliminazione delle cariche elettriche ...
• Le linee oblique: (a) reazioni redox per H₂/H₂O (b) reazioni redox per O₂/OH_-
• Si possono identificare 3 diverse zone: IMMUNITA', PASSIVAZIONE, CORROZONE
• Indicano se il materiale può essere ossidato mediante la riduzione dell'idrogeno (se si trova al di sotto di (a)) o solo da quello dell'ossigeno (se si trova al di sotto della retta (b)).
• LIMITI: - sono tracciati per reazioni irrealizzabili all'equilibrio, cosa che non accade in realtà. - sono tracciati a temperatura 25°C, non sempre 25°C le temperature reali. - sono validi solo in presenza di sola H₂O, cosa che non si verifica ...

DIA. GRAMMI d_dc/E

• I₀ = i₀ - i_a
  • ddc relativo alle semireaz. anodica
  • ddc relativo alle semireaz. catodica
• La variazione di potenziale dell’elettrodo è detta polarizzazione
• Corrente impressa netta ottenuta polarizzando anodicamente l’elettrodo.
• I_c = i₀ - i_c
  • Corrente impressa netta sotto a polarizzazione catodica.

DIAGRAMMI DI EVANS

• La corrosione è un esempio di processo elettrochimico MISTO (due reazioni elettrodiche avvengono simultaneamente all'interfaccia di un elettrodo).
• Il potenziale di un elettrodo immerso stabilito dell'elettrico quando su di esso avvengono due semireazioni è un valore compreso tra i due valori di potenziale di equilibrio dei due sistemi: redox.

Per determinare E_corr si usano i diagrammi di Evans log i/E:

• Metalli con comportamento attivo

E_corr

log I_corr = log I_c I_corr = I_C = I_a

Me e O₂:

E_corr

log I_corr = log I_c

CORRENTE LIMITE DI DIFFUSIONE

I_L = kD C₀ / S

DIAGRAMMI

corrente di diffusione: I_D = kD (C_b-C₀) / S

concentrazione di O₂ nel tratto anodo catodo

(K = Co=0 J_O2)

Per METALLI con COMPORTAMENTO PASSIVO i diagrammi di Evans sono del tipo:

• Stato Temporaneo → rottura della film di passivazione
• Stato Passivo → crescita film di passivazione
• Stato Attivo → segue le leggi di Tafel

E_pp

I_pass

Diagrammi

• CORROSIONE LOCALIZZATA:
  • Avviene nei materiali con comportamento attivo/passivo.
  • Più anodi si attivano (creano piccole celle separate), il resto rimane passivo (area catodica).
• CORROSIONE PER VIOLATURA (O PITTING):
  • attacco localizzato di tipo puntiforme (penetrante o passante) in tempi brevi con perdita di sezioni cospicue (punti di attacco d1 ≥ 2 mm durano);
  • si incontra nei materiali con comportamento non passivo (nichel, ferro, stagno, zinco);
  • esempio è leghe tipo ottone, acciai inox;
  • ambienti richiedono corrosivi tendenzialmente ossidanti e contenenti ioni ad azione specifica in presenza di film poco protettivi;
  • il rapporto area anodica/catodica mole molto sfavorevole e pressione elevata di ioni aggressivi contenuti in spazi protetti.
  • Corrosione Porta il pH:
    • Soluzioni stagnanti;
    • Soluzioni acide;
    • Presenza di Cl- e Br- (↑ con [Cl-] o ↓ E_ph) porta a cambio dell'architettura anodica dei metallo sotto tale lato;
    • Nel pericloro (↑ con T o ↓ E_ph).
    • Finitura superficiale rugosa;
    • Presenza di depositi sulla superficie;
    • Rotura di rivestimenti protettivi.
  • Sviluppo: in due stadi:
    • INNESCO: improvviso e si interviene agl'al note di antoia specifica e si verifica in corrispondenza ai punti più delle di film specializzati e si forma retto delle in stato di passivatori nos per formatvia di componenti non protettivi, il materiale corro altres cruci de riposizioni.
    • PROGRESSIONE: prosegue nodicamente con andamento autostimolante e con vel_o dell'esaltato locale non più oltreu dall'azione del prodotto di correosi).
  • L’insorg per pitting avviene solo quando il materiale è portato ad un potenziale superiore a quello di transpassivazione.
  • Vedi: acciai inox e PREN.
  • PREVENZIONE: si fa in modo che il materiale non appieno il potenziale sempre quello di rottura. Si agisce:
    • aumentando il potenziale di rottura: utilizzando apparati rivestenti ad alto pot. di rottura;
    • diminuendo il potenziale di danno: diminuendo le sote assistantieni dell’ambiente (cambiando sostanze, ion rese).
• ACCIAI INOX: il potenziale di pitting è tanto più alto quanto più grande è il contenuto di Cr, Ni e soprattutto Mo. Resistenza al pitting valutabile tramite PREN.
• PREN = 6 % + 3,3 % + 0,5 % (w % N (%))
  • x = 0 martensitici, x = 16 austenitici, x = 30 duplex x, x = 35 duplex a

Corrosione per sfregamento (fretting corrosion):

• Azione sulla superficie di contatto di materiali metallici appesi.
• Il film sull'altare soggetti a vibrazioni e sollecitazioni di piccolo entità.
• L'attrito è presente morfologicamente o osservato su solidi circondati da prodotti di corrosione o a volte come particola per polverizzazione del materiale.
• I metalli nobili non sono suscettibili della corrosione per sfregamento.
• Grave perdita di metallo nelle aree di contatto proina da acido e detriti metallici, rotture dei rivestimenti produo di pacamento imperfetto e aumento della resistenza elettrica di giunzione.

Meccanismo

• Al micro-libro rompe lo strato di or protele ed espone all'ambiente circostante creando corrosione.
• Il prodotto di corrosione si accumula sulla superficie del materiale e variano rosporti dall'interno delle aree di contatto a causa delle rischio impervero dello scorrimento procurando usura e quindi ulteriori detriti.

• La corrosione è il prodotto di:
  • Rugos superficiale;
  • Ambiente corrosivo;
  • Carico di contatto;
  • Importanza e frequenza delle alteioni;
  • Temperatura;
  • Umidità.

Prevenzione:

• Progettare cambi geometria da diminuire le vibrazioni;
• Diminuire condici tipo di giun per bloccare i pesi rotanti, usare barriere per diminuire l'afflusso di ambienti circostanti sulle superfici di accoppiamento;
• Usare lubrificanti e resi specifici da diminuire le coeff. di friziona e le elevati di usura tra i metalli di accoppio;i
• Aumentare la durezza superficiale del metallo.

Corrosione - Erosione:

• Corrosione suscittato da sollecitazione meccanica derivano da for di attrito o di impatto posate dal moto vibratore su film di superficie metallica.
• Le azioni meccaniche distruggono il film e depositi superficiale da determinati scalditerci protettivi per poi metallo sottostante.

Meccanismo - Immini proposte:

• Rottura del flu' fluido in corrispondenza di una superficie speciale;
• Creazione di vortici che danneggia meccanicamente il film di protezione;
• Il metallo sottostante si corrode ri appareture il film danneggiato creando un piu';
• Se piu' karato esosta su dietto aumento incrementando la turbolenza e l'effecto erosio.