Riassunto programma completo di Corrosione e Protezione dei Materiali

Protezione dei Materiali

Corrosione

1. A secco: processo ad alte temperature, materiali con comportamento attivo-passivo (acidi max):
   • scambio elettrochimico attraverso lo strato di passivazione
   • °C - 550°/650°C: acciai al C o debolmente legati con Mo e Cr
   • 650°C - 850°C: acciai inox austenitici
   • 850°C - 1150°C: superleghe a base di Ni o Co
   • > 1150°C: rivestimenti ceramici
2. A umido: processo elettrochimico da avviare in presenza di un elettrolita sull'interfase con il metallo
   • aree bainitiche
   • passaggio di elettroni dall'anodo al catodo
   • riaccertamento del catodo con la formazione

di metallo attraverso il recupero di cationi dell’elettro

_{(effetto riduzione del catodo)}

simultanea della caratterizzazione degli ioni del ca

todo e passaggio di ioni diversi attraverso il retto

poroso

rilascio dei cationi dell’anodo per bilanciare la

compensazione dell’elettrolita con sollevamento eletto

nico dell’anodo → corrosione (ossidazione dell’anodo)

Processo di corrosione (anodo: Fe → Fe²⁺ + 2e^-

catodo: 2H⁺ + 2e^- → H₂

O₂ + 2H₂O + 4e^- → 4OH^-

elettrolita: H₂O

passaggio di elettroni dalla zona anodica a quella

catodica

riduzione del catodo → fruizione di prodotti di corrosio

ne

passaggio ionico attraverso l’elettrolita

tendenza del metallo ad ossidarsi in zona al suo poten

ziale di equilibrio →

ossidazione del metallo → corrosione

* Note * 1. Il potenziale di equilibrio misura il bilanciamento tra

la forza chimica di dissoluzione e le forze elettriche

di attrazione all’interfaccia metallo-elettrolita, ed

è determinabile come differenza di potenziale di

una pila costruita dal semiconduttore da idrogeno

sciaci al C in acqua di mare

sciaci al C interrati

- morfologia: agisce su tutta la lunghezza → maggiore tempo di depurazione

- omogenee

- disomogenee

* esempio: calcare per amare

• parete interna di un tubo in acciaio al C in acqua non evaporante
• bullone in acciaio al C ricotto → distribuzione regolare, tipica

II) localizzate: avviene in profondità → dispersione rapida, tipica

1. ulcere dei materiali con comportamento attivo - passivo
2. cratere
3. pitting (penetrante):

• materiali e ambienti :
• materiali con comportamento attivo - passivo:
• nichel
• rame
• stagno
• zinco
• alluminio
• ottone
• acciai inox
• ambienti debolmente ossidanti (no ricostruzione film passivo) e ricchi di ioni aggressivi (rottura film passivo):

* esempi: cresce resistenza lattica in acciai inox AISI

316 sottoposto a stress termico in acqua calda

- ricerca di cloruri

- tubo di acciaio inox AISI 316L ad alte T (aumento

concentrazione con aggressivi per evaporazione)

III) Selettive

1. Cristallo grafica
2. Interdendritica
3. Decalloying
4. Intergranulare

- materiali e contributi: acciai da lavoro senza trattamento

- eventi termici da provocano

alterazioni di potenziale tra

bordo e corpo del grano¹

- acciai al cromo sensibilizzato

(α + C)

(uso per acciai al C)

- processo: l’aumento della T provoca la precipitazione

dai carburi di cromo Cr₂₃C₆ ai bordi di

grano tra 400°C–800°C (velocità di Keep),

il cro sottrae cromo all’austenite per from

e lo strato puro per cui nelle vicinanze

dei bordi di grano, il materiale diventa

meno nobile e si innesca una corrosione

galvanica¹

Indice di Langelier: IL = pH - pH_s

IL < Ø → aggressiva → -0,2 ≤ IL ≤ 0,5

IL > Ø → incrostante → "aumentare l'instabilità" dell'acqua

2) Atmosfera

• Fattori influenzanti
  • Presenza di Cl^- e solfati (dannosi per i materiali con comportamento attivo-passivo)
  • Umidità → corrosione generalizzata
• Classificazione
  • a) rurale (non corrosivo)
  • b) industriale (corrosivo i rivestimenti di zinco)
  • c) marittima (corrosiva film protettivo)

Protezione zincatura, uso acidi adatti

Ottimi acciai inox, CORTEN che creano uno strato di ossidi la cui produzione si accetta oltre un certo limite grazie alla presenza di zolfo

3) Terreno

• Fattori influenzanti:
  • Resistività α 1 / ossidabilità
  • pH
  • Sovrasaturazione O₂
  • Presenza di sali α 1 / resistività
  • Specie batteriche → corrosione microbiologica

anodi di Zn

Note:

1. Per i materiali con comportamento attivo-passivo in cui il processo di passivare non sia stato ancora innescato, è sufficiente portare il metallo in zona di passivazione (prevenzione catodica).
2. Pre-polarizzazione: creazione di ambienti alcalini con conseguente formazione di uno stato protettivo di CaCO₃.

• Processo: l’anodo non si corrode, ma serve solo come polo positivo per permettere il passaggio di una corrente impresa da un generatore esterno, ridurla sino le specie più elettonegative presenti nell’ambiente; gli ioni positivi vengono attratti dal polo negativo (metallo da proteggere) e creano un ambiente alcalino, aumentato di pH e formazione di uno stato di CaCO₃.

CO₂ + H₂O → H₂CO₃ → H⁺ + HCO₃^- → 2H⁺ + CO₃^2-

CO₃^2- + Ca²⁺ → CaCO₃

Sul polo positivo si accumuleranno tutti gli ioni negativi, da creare un ambiente acido.

ossidazione: Zn + K₂Cr₂O₇/H₂CrO₄ → ZnCrO₄ + Cr₂O₃ (ossido di cromo)

• ossido di cromo (usato con polimeri o composti di natura siliconica sullo strato di zinco (mezzo acqua-mare)
• test per la zincatura: nebbiosità salina (atmosfera marina) o testacidi. (atmosfera industriale: I₂+H₂O → H₂S)
• zincatura: seplicita le tre crono → acciaio viene interposto uno strato di nickel → resistenza a corrosione
• con cromo duro le viene applicato direttamente su acciaio bonificato → resistenza a corrosione e a usura
• micolaura
• docatura: se lo spessore è < 5µm → verniciature trapassante elettrostatica
• se lo spessore è > 5µm pellicoligrafia
• ottonitura recente di verniciatura traparente elettrica
• stanatura: si usano strato intermedio tra acciaio e alluminio