CORROSIONE INTERSTIZIALE

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Gioacchino Venturi
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1 CORROSIONE INTERSTIZIALE La corrosione interstiziale presenta alcuni aspetti in comune con la pitting corrosion. Si tratta di corrosione localizzata e si manifesta con la formazione di caverne in corrispondenza di zone con limitato ricambio della soluzione. Il meccanismo attraverso il quale la corrosione interstiziale si instaura trova giustificazione nel flusso di corrente che si crea in una cella elettrochimica ad aerazione differenziale rappresentata nella figura sottostante. In questa cella due elettrodi identici sono immersi nello stesso tipo di soluzione elettrolitica a differenza del contenuto di ossigeno. Gli elettrodi sono tra loro collegati attraverso un circuito esterno. Tra i due elettrodi fluisce corrente; l elettrodo immerso nella soluzione povera di ossigeno funge da anodo e l elettrodo nella soluzione ricca di ossigeno da catodo. Se si invertono i flussi di gas all interno delle due semicelle si assiste all inversione del flusso di corrente.

Il meccanismo attraverso il quale la corrosione interstiziale si instaura trova giustificazione nel flusso di corrente che si crea in una cella elettrochimica ad aerazione differenziale rappresentata

2 Tipicamente questo fenomeno si verifica in corrispondeza di zone di accoppiamento (situazione a, b, c della figura sottostante) oppure in zone in cui si formano depositi (situazione d). Una visione schematica del processo elettrochimico che interviene nel fenomeno è qui di seguito rappresentato.

zone in cui si formano depositi (situazione d).

3 CORROSIONE GALVANICA A questo tipo di corrosione potrebbero essere attribuiti la quasi totalità dei fenomeni di corrosione elettrochimica. Tuttavia si parla di corrosione galvanica ogni qualvolta si realizza un accoppiamento tra metalli di natura diversa. Ciò che si crea è una cella elettrochimica con completa dissipazione dell energia. L accoppiamento tra materiali diversi conduce inevitabilmente all instaurarsi di un flusso di corrente tra i metalli a diverso potenziale elettrodico. Le situazioni che si possono venire a creare sono le più svariate proponiamo una esse che da sola mostra un caso emblematico.

Ciò che si crea è una cella elettrochimica con completa dissipazione dell energia.

4 CORROSIONE FILIFORME

5 CORROSIONE MECCANO CHIMICA Alla categoria della corrosione meccano chimica appartengono tutti quei fenomeni corrosivi ove la normale azione elettrochimica di dissoluzione del metallo è accompagnata da sforzo meccanico statico o dinamico. L azione combinata dei due fenomeni produce una criticizzazione del processo corrosivo. DANNEGGIAMENTO DA IDROGENO Porta al decadimento delle proprietà meccaniche, diventa ricorrente ove esistono processi che coinvolgono l'equilibrio: Decapaggio; Protezione catodica; Processi catodici; Industria dell'ammoniaca; Industria petrolchimica. 2H H 2 La presenza di idrogeno atomico sulla superficie del metallo è il primo atto di un processo complesso. Il passaggio degli atomi adsorbiti nella fase metallica e la velocità con cui essi penetrano sono basilari, insieme alla conoscenza delle proprietà meccaniche del materiale, per stabilire la suscettibilità a questo tipo di fenomeno. L'idrogeno molecolare che si viene a formare all'intemo della fase metallica per l'incontro di due atomi diffusi comporta una grande variazione di volume (volume delle specie H rispetto all' H 2 ) creando tensioni interne che conducono alla formazione di

DANNEGGIAMENTO DA IDROGENO Porta al decadimento delle proprietà meccaniche, diventa ricorrente ove esistono processi che coinvolgono l'equilibrio: Decapaggio; Protezione catodica; Processi catodici;

6 soffíature del materiale o cricche Il controllo di questo fenomeno viene svolto attraverso la scelta di materiali privi di soffiature in origine (clean steel) che non favoriscano l'innesco dell attacco. 1 materiali con bassa difusività di idrogeno sono nuovamente da consigliare (acciai austenitici). Schema di penetrazione e diffusione di idrogeno nel ferro durante la corrosione acida. CN - e S = rallentano la formazione di H 2 favorendo la diffusione di H nel materiale

1 materiali con bassa difusività di idrogeno sono nuovamente da consigliare (acciai austenitici).

8 CORROSIONE PER SFREGAMENTO (fretting corrosion) Si verifica in seguito allo sfregamento oscillante di due superfici metalliche sottoposte a carico ed in contatto fra di loro. Si verifica all'aria per l'intervento di oscillazioni vibratorie di ampiezza limitata A. Perdita di lucentezza, formazioni di cavità superficiali, aumento delle tolleranze meccaniche sono i principali effetti. Giunti, boccole, balestre, cuscinetti a sfera sono i principali sistemi sottoposti a questo tipo di fenomeno. La distruzione dell'eventuale film di passività nei punti di contatto è un altro fenomeno da tenere presente. Interventi Modificazione della situazione oscillatoria. Favorire il contatto metalli teneri con metalli più duri o interporre guarnizioni. Uso di lubrificanti viscosi che evitino presenza di ossigeno.

Perdita di lucentezza, formazioni di cavità superficiali, aumento delle tolleranze meccaniche sono i principali effetti.

10 CORROSIONE PER FATICA La presenza di sforzi meccanici ed ambiente aggressivo favoriscono questo tipo di attacco. Gli sforzi meccanici variabili periodicamente generano nel metallo modificazioni strutturali. L'ambiente che permette il procedere di fenomeni elettrochimici interviene in maniera combinata. Si possono distinguere tre fasi fondamentale nel processo globale: 1. nucleazione e raggruppamento di cricche (nucleazione) 2. lenta propagazione (crescita) 3. frattura STRESS CORROSION CRACKING Può essere riassunto come indicato per la corrosione per fatica, tuttavia il carico a cui è sottoposto il metallo è di tipo statico generato sia da tensioni interne a seguito di trattamenti termici (SC) che da carichi esterni (SCC). Questi due tipi di corrosione sono difficili da osservare e monitorare e portano alla rottura di schianto del manufatto. Le immagini che seguono riportano alcuni esempi che evidenziano la drammaticità degli effetti di questi processi di tenso-corrosione.

Si possono distinguere tre fasi fondamentale nel processo globale: 1. nucleazione e raggruppamento di cricche (nucleazione) 2. lenta propagazione (crescita) 3.

11 Situazioni in cui si possono verificare fenomeni di tensocorrosione in seguito ad assemblaggio difficoltoso o movimenti di assestamento.

13 Acciaio al carbonio, SCC intergranulare con innesco da pit e propagazione nella saldatura. Acciaio inossidabile (AISI 316), SCC transgranulare avvenuto in seguito alla presenza di condensa sulla superficie e stress meccanico.

Acciaio inossidabile (AISI 316), SCC transgranulare

14 Schematizzazione dei processi avvenuti nelle immagini precedenti.

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