La corrosione è un consumo lento e continuo di un materiale, un fenomeno elettrochimico, che porta ad un progressivo peggioramento delle caratteristiche e proprietà fisiche dell’elemento. Si tratta di una vera e propria regressione dei metalli al loro stato iniziale, di un processo naturale ed inarrestabile che però può essere rallentato e prevenuto grazie ad alcuni specifici trattamenti a cui sottoporre i diversi materiali.
Nei paragrafi successivi andremo a comprendere meglio le cause, gli effetti ed i possibili trattamenti preventivi della corrosione.
Utilizzando un linguaggio più tecnico, la corrosione è un fenomeno che insorge da un’interazione chimico-fisica del materiale con l’ambiente che lo circonda. Questa interazione causa quindi la consumazione del materiale, processo che ha come risultato finale quella che comunemente viene chiamata ruggine.
Quando un materiale ferroso entra in contatto con l’ossigeno dell’atmosfera o con le sostanze contenenti ossigeno, tende a tornare al suo stato originario. Tale processo è velocizzato in presenza di acqua e sali, sostanze che determinano le reazioni chimiche.
Questo fenomeno comporta la formazione della ruggine, un ossido di ferro polveroso e poroso. Generalmente è possibile riscontrare due tipologie di ruggine:
ruggine bianca, quando l’ossidazione colpisce lo strato protettivo del materiale;
ruggine rossa, quando la corrosione intacca il metallo.
Entrambe sono il risultato visibile del progressivo deterioramento del materiale, fenomeno che ha ripercussioni sul particolare prodotto e sulla struttura di cui fa parte.
In generale, l’umidità e l’acqua sono componenti che velocizzano il processo e, quindi ad esempio, la prossimità al mare o condizioni atmosferiche avverse, peggiorano la situazione. La corrosione è però legata a diversi fenomeni. Nel paragrafo successivo riportiamo tutti i casi possibili.
Una prima macro distinzione tra i tipi di corrosione è quella tra:
corrosione a secco, causata principalmente dall’aria e dalle sostanze da essa trasportata. Riguarda quindi strutture e prodotti situati in ambienti esterni;
corrosione umida, derivante dalla presenza di un elettrolita, ad esempio l’acqua. Può interessare sia strutture esterne (per esempio in zone marittime) che strutture interne (ad esempio nei serbatoi e condutture). In questo secondo caso, il decadimento non può essere monitorato quotidianamente e, per tale ragione, vengono effettuati lavori di manutenzione con cadenza regolare.
La corrosione può manifestarsi in due modi principali:
corrosione generalizzata, avviene in assenza di trattamenti superficiali protettivi;
corrosione localizzata, si innesca in punti specifici della struttura e si manifesta con delle perforazioni sulla superficie.
I principali meccanismi di attivazione della corrosione si suddividono in:
corrosione elettrochimica, deterioramento innescato da sostanze presenti in acqua o vapore acqueo;
corrosione galvanica, fenomeno derivante dal contatto tra metalli aventi diverse caratteristiche di composizione;
corrosione meccanochimica, provocata da concause di natura elettrochimica e meccaniche.
Nel dettaglio:
La corrosione elettrochimica dipende da uno spostamento di elettroni: i materiali posseggono un potenziale elettrico che si traduce nella possibilità di ricevere o cedere elettroni. In presenza di una differenza di potenziali elettrici e di una soluzione acida, si verifica un passaggio di elettroni. Il materiale che ha ceduto i suoi elettroni, si ossida.
La corrosione galvanica si verifica quando due materiali, con nobiltà diversa, sono posti a contatto in presenza di un terzo elemento detto elettrolita. Questo fenomeno è legato quindi alla differenza di potenziale tra i due elementi ed alla quantità di ossigeno presente nell’ambiente. In linea generale, materiali meno nobili come il ferro, nichel e zinco, tendono a corrodersi più facilmente rispetto ai materiali più nobili come il rame, l’argento e l’acciaio inossidabile. Questo meccanismo di attivazione può essere contenuto se la scelta ricade tra materiali di nobiltà simile.
Infine, per ciò che concerne la corrosione meccanochimica, essa può verificarsi per sfregamento (applicazione di forze di attrito), per tensocorrosione (applicazione di un carico strutturale costante nel tempo) e per fatica (applicazione di un carico variabile nel tempo).
I metalli sono classificati secondo una scala di nobiltà che rappresenta la loro resistenza all’ossidazione, alla corrosione dettata dall’umidità e dagli acidi. Per tale ragione si parla di metalli nobili, utilizzati in metallurgia, tecnologia e produzione ma tendenzialmente costosi per la loro rarità. Tra questi si trovano il rutenio, rodio, palladio, argento, osmio, iridio, platino e oro.
È importante sottolineare che alcuni metalli, sebbene non considerati nobili, sono molto resistenti alla corrosione. Tra questi, ad esempio, il titanio.
Inoltre, quando si parla di metalli resistenti alla corrosione, non può mancare il rimando all’acciaio inossidabile. La sua denominazione induce a credere che possa resistere a tutti i tipi di corrosione. In realtà, anche questo materiale può deteriorarsi se a contatto con altri o con l’ambiente esterno, sebbene con tempistiche molto lunghe. La corrosione dell’acciaio può essere prevenuta o rallentata mediante alcuni trattamenti come la passivazione.
L’evoluzione tecnologica e gli studi sulla materia, hanno apportato interessanti sviluppi relativi a diversi meccanismi volti a combattere la corrosione. Si tratta di rivestimenti e lavorazioni che proteggono i materiali dall’ossidazione e, quindi, ne rallentano la distruzione.
Ad oggi, le soluzioni più diffuse sono tre.
Rivestimenti non metallici:
Oliatura
Brunitura
Rivestimenti metallici galvanici (UNI EN ISO 4042):
Zinco nichel
Ramatura
Nichelatura
Stagnatura
Argentatura
Zincatura meccanica in polveri – UNI EN 12683
Applicazioni non galvaniche:
Zincatura per sherardizzazione
Lamelle di zinco UNI EN ISO 10683
Rivestimenti organici
Al fine di ottenere risultati ottimali è raccomandabile effettuare un’accurata pulizia delle superfici, come ad esempio il decapaggio, prima di procedere con i trattamenti citati.
Inoltre, è una best practice tenere sempre in considerazione l’applicazione finale del prodotto.
Ad esempio, le viti rappresentano un caso particolare poiché, accoppiate alle madrevite o per consentire il funzionamento degli utensili di serraggio, devono essere trattate con un rivestimento sottile ma sufficiente a proteggere il prodotto.
O ancora, un metallo che è concepito e quindi trattato per un uso interno, se posizionato all’esterno ed in prossimità della costa marina, subirà un degrado ed una corrosione veloce.
Risulta dunque fondamentale prendere in considerazione tutti i fattori al fine di mantenere e proteggere nel tempo la composizione e le caratteristiche del materiale.
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