IL FENOMENO DELLA CORROSIONE

La corrosione è un processo di natura elettrochimica lento, irreversibile ma soprattutto continuo di tutti i materiali che va a peggiorare le caratteristiche del materiale stesso fino a provocarne un cedimento. L’esempio più comune di corrosione è la ruggine che può banalizzata come ossido di ferro (anche se in realtà è un insieme di composti molto più complesso…).

LA CORROSIONE IN AMBIENTI UMIDI

La corrosione del materiale è influenzata da fattori esterni (il pH dell’ambiente di contatto, la presenza di elementi inibitori, la temperatura, l’azione di correnti elettriche esterne, la velocità dei fluidi che lambiscono le superfici) e fattori interni (le proprietà chimiche del materiale, la microstruttura, le tensioni di deformazione, lo stato superficiale). Un esempio dell’andamento della velocità di corrosione in funzione del pH della soluzione a contatto con diversi tipi di metalli è schematizzato qui sotto.

Velocità di corrosione in funzione del pH
  • Nei metalli nobili (Au, Ag ) la velocità di corrosione è bassa e non risentono del pH (curva 1);
  • Nei metalli anfoteri (Al, Zn, Pb) la corrosione aumenta velocemente al variare del pH sia spostandosi nelle zone acide che in quelle basiche (curva 2);
  • Gli altri metalli (Fe, Ni, Mg,…) sono fortemente corrosi in ambiente acido mentre in ambiente basico lo strato protettivo si rafforza rendendoli stabili e praticamente immuni alla corrosione (curva 3).

La composizione delle acque dolci determina loro potere corrosivo, il loro potere incrostante, il potere ossidante. Generalmente in essa potranno essere presenti:

  • Sali (generalmente bicarbonati e carbonati di calcio e di magnesio) che influenzano la corrosione per contatto galvanico;
  • Cloruri;
  • Solfati, nitrati, ammoniaca e acido solforico a seguito di fenomeni di decomposizione biologica;
  • Acidi di vario tipo provenienti da sostanze inquinanti.

Nell’acqua marina il fenomeno corrosivo è elevato per la notevole presenza di cloruri che favoriscono un’elevata conducibilità elettrica esaltando il fenomeni corrosivi di tipo galvanico.
In ambiente atmosferico la corrosione invece è innescata principalmente da una reazione di tipo elettrochimico e di gran lunga inferiore da reazione di tipo puramente chimico. L’elettrolita può essere costituito semplicemente da uno strato di condensa dovuto all’umidità dell’aria.
A livello meccanico, qualora la superficie di un pezzo presenti porosità, incrinature, cricche o altro può verificarsi una condensazione di tipo fisico dovuta alla tensione di vapore presente in una fase liquida contenuta in un poro capillare. Tale fenomeno è in relazione con il raggio di curvatura R del menisco della fase liquida (un menisco concavo e con basso R favorisce la condensazione del vapore sovrastante facendo in modo che ogni imperfezione superficiale possa costituire sede di innesco di corrosione atmosferica.

Esempio di corrosione
Rappresentazione del meccanismo di corrosione per aerazione
Schematizzazione della porosità capillare

LA CORROSIONE PER COMBINAZIONE DIRETTA

Questo tipo di corrosione è detta anche “a secco” e può verificarsi in assenza di umidità, avviene per azione di sostanze chimiche, agenti atmosferici, sostanze contenute in acque marine o inquinate. Queste sostanze, a contatto con metalli o leghe metalliche, danno luogo a composti poco compatti che quindi sono asportati scoprendo altro metallo che sarà a sua volta soggetto da corrosione. Per lo stesso agente chimico la velocità di corrosione varia con temperatura, pressione e rugosità superficiale del metallo. La corrosione è prodotta da:

  • Ossigeno che causa ossidazione;
  • Acido solfidrico H2S che forma una pellicola superficiale facilmente asportabile;
  • Ossidi di zolfo in presenza di umidità reagiscono come:

i quali prodotti attaccano le leghe ferrose e portano alla formazione di solfato di ferro FeSO4; altro
solfato può aversi per reazione di Fe2O3 (la ruggine) con SO2.

Nel prossimo post sulla corrosione proverà a fare una carrellata sui vari tipi di corrosione

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