Correnti galvaniche: come prevenire la corrosione dei fissaggi

Il meccanismo elettrochimico nei collegamenti metallici

L’attacco galvanico si sviluppa quando due materiali metallici con diverso potenziale elettrochimico sono collegati elettricamente e vengono a contatto con un elettrolita comune. Quest’ultimo è un liquido che conduce corrente attraverso gli ioni disciolti: può essere costituito anche da un sottile film di condensa o acqua contenente sali.

In queste condizioni si forma una coppia galvanica. Il materiale meno nobile assume il ruolo di anodo e subisce una dissoluzione accelerata rispetto alla medesima esposizione senza accoppiamento, mentre quello più nobile costituisce il catodo. La continuità elettrica può derivare dal contatto diretto oppure essere assicurata da viti, dadi e altri elementi metallici dell’assemblaggio.

L’intensità del fenomeno dipende dalla conducibilità dell’elettrolita, dal tempo di bagnatura e dalle condizioni delle superfici. I depositi salini possono trattenere umidità e rendere più aggressiva l’esposizione.

Le serie galvaniche costituiscono un riferimento per confrontare il comportamento elettrochimico dei materiali in un determinato ambiente. La loro interpretazione deve considerare anche lo stato superficiale, compresa la presenza del film passivo che protegge l’inox. L’attacco galvanico va inoltre distinto dalla corrosione in fessura, che può svilupparsi nelle zone di ristagno anche senza accoppiamenti tra metalli diversi.

Compatibilità dei materiali e rapporto tra le superfici

La valutazione del rischio legato alle correnti galvaniche deve comprendere il rapporto tra le superfici catodiche e anodiche effettivamente esposte all’elettrolita. A parità delle altre condizioni, un anodo piccolo collegato a un catodo esteso presenta una maggiore densità di corrente anodica, con conseguente intensificazione dell’attacco.

È il caso di un bullone in acciaio al carbonio impiegato su un elemento inox di superficie molto maggiore. Se il fissaggio è zincato, l’accoppiamento può accelerare il consumo dello zinco. Esaurita la protezione, anche l’acciaio sottostante può essere attaccato.

Una vite inox su un componente meno nobile molto più esteso presenta generalmente condizioni più favorevoli. Questo rapporto, però, non esclude la corrosione localizzata del supporto: nei componenti in alluminio degli accessori nautici, l’esposizione all’ambiente salino può favorire un attacco concentrato attorno al fissaggio. Il rapporto tra le superfici effettivamente bagnate può inoltre variare durante i cicli di bagnatura e asciugatura, perciò le dimensioni complessive dei componenti non sono sufficienti a descrivere il rischio.

Anche la scelta tra inox A2 e A4 deve distinguere la resistenza del fissaggio all’ambiente dalla compatibilità con gli altri metalli. Il migliore comportamento dell’A4 in presenza di cloruri non elimina il possibile attacco galvanico del materiale accoppiato.

Isolamento e protezione dalle correnti galvaniche

L’impiego dell’isolamento elettrico per contrastare le correnti galvaniche richiede l’interruzione di tutti i percorsi conduttivi tra i materiali accoppiati. Rondelle isolanti, boccole sul gambo e guarnizioni di interposizione devono assicurare la separazione nelle diverse zone del collegamento. La verifica deve comprendere anche i possibili contatti attraverso il foro, la filettatura e gli altri elementi metallici, che potrebbero compromettere l’efficacia dell’isolamento.

Le rondelle piane comprendono versioni in plastica, la cui idoneità come elementi isolanti dev’essere valutata in relazione alle proprietà del materiale e alle condizioni di esercizio. Sotto compressione, i polimeri possono deformarsi progressivamente, determinando una riduzione del precarico, ossia della forza che mantiene serrate le parti. La scelta deve quindi considerare sia le prestazioni elettriche che il comportamento meccanico alla pressione e alla temperatura previste.

I rivestimenti organici non conduttivi costituiscono una barriera tra il metallo e l’elettrolita. La protezione del solo materiale anodico può però favorire un attacco localizzato in corrispondenza di graffi o discontinuità: la superficie scoperta si comporta come un piccolo anodo collegato a un catodo esteso. Il sistema protettivo deve pertanto essere valutato su entrambi i materiali oppure sul lato catodico, dimensionando l’estensione del rivestimento in funzione dell’esposizione.

La geometria del collegamento deve evitare che l’acqua rimanga intrappolata sotto la testa della vite, attorno al foro o tra le superfici accoppiate. In questi punti, l’umidità persistente e l’accumulo di depositi salini possono mantenere le condizioni favorevoli alla corrosione. Le eventuali sigillature devono impedire l’ingresso dell’acqua, e dove non sia possibile escludere infiltrazioni, occorre prevedere percorsi di drenaggio che ne consentano l’allontanamento.

Le ispezioni devono dunque concentrarsi sulle zone in cui possono verificarsi infiltrazioni e ristagni, valutando lo stato sia del fissaggio che del supporto: una vite apparentemente integra può nascondere una perdita di materiale attorno al foro o sulle superfici di contatto.