Le strutture metalliche, in particolare quelle in acciaio, sono onnipresenti in diversi settori. Grazie alla sua ampia disponibilità sul mercato, alla sua naturale resistenza specifica (il rapporto resistenza/peso è il più alto tra tutti gli elementi costruttivi) e alla sua efficienza, l'acciaio è un materiale particolarmente versatile che offre una vasta gamma di scelte progettuali.
D'altra parte, se esposto a determinati agenti esogeni, si verifica un processo di corrosione che può comprometterne la resistenza, l'efficienza e la sicurezza in termini di proprietà meccaniche. Per questo motivo, un'adeguata protezione dalla corrosione è fondamentale non solo per proteggere una struttura, ma anche per preservarne tutte le caratteristiche prestazionali.

Cos’è la corrosione?

La corrosione è l'interazione fisico-chimica tra un materiale (tipicamente metallo) e il suo ambiente, che si traduce in modifiche indesiderate delle proprietà del materiale stesso. Questi possono portare a una significativa compromissione funzionale del materiale, dell'ambiente o del sistema tecnico di cui un componente fa parte (vedere ISO 8044:2010).

Nelle figure sotto riportate è possibile vedere le reazioni chimiche del metallo durante la corrosione.

Comprensione dei diversi tipi di corrosione:

Generalmente richiedere ispezioni o manutenzione regolari a causa della corrosione è difficoltoso. Pertanto, è essenziale scegliere la migliore protezione dalla corrosione per il progetto durante la fase di progettazione, non solo per facilitare le ispezioni e la manutenzione, ma anche per evitare problemi futuri. Una protezione dalla corrosione errata può infatti portare a una durata limitata dei componenti, a costose azioni correttive o nel peggiore dei casi a guasti catastrofici.

Vi sono diversi tipo di corrosione: 

La corrosione uniforme è la forma più convenzionale di corrosione. Porta a una distribuzione uniforme dei prodotti di corrosione (ad es. ruggine rossa sull'acciaio) e può di solito essere ben stimata.
Il tasso di corrosione è espresso in micrometri all'anno (μm/a).
Utilizzando questi valori medi, è possibile calcolare l'aspettativa di vita di un componente e quindi aumentare la sua vita utile.

La corrosione puntiforme è una corrosione localizzata che porta alla creazione di piccoli fori o "fosse" nel metallo. Il processo di corrosione inizia con una rottura localizzata dello strato passivo. I fori possono svilupparsi molto rapidamente in profondità, mentre il resto della superficie rimane intatto. Gli acciai inossidabili sono particolarmente suscettibili alla corrosione puntiforme, così come altri metalli passivi, come l'alluminio e le sue leghe.

Fessurazione indotta dall'idrogeno comporta un duplice processo di corrosione e deformazione di un metallo a causa di sollecitazioni applicate o residue. Questo tipo di corrosione è un processo combinato meccanico ed elettrochimico che può provocare cedimento o la rottura di alcuni materiali.

La corrosione interstiziale è una forma localizzata di corrosione che si verifica in crepe o fessure formate tra due superfici costituite dallo stesso metallo, metalli diversi o anche un metallo e un non metallo. Viene avviato dal flusso limitato di ossigeno dall'aria nell'area della fessura, che porta a diverse concentrazioni di ossigeno disciolto.

La corrosione bimetallica (galvanica, da contatto) si verifica quando due metalli dissimili si accoppiano in un elettrolita corrosivo. Generalmente il metallo meno nobile funge da anodo e si dissolve, mentre la parte più nobile è il catodo e si corrode più lentamente. 

Come valutare la corrosione in un ambiente o applicazione specifici.

Il modo in cui proteggiamo le strutture metalliche dalla corrosione è in gran parte determinato dalla corrosività del materiale scelto. Tuttavia, anche altri fattori possono influenzare negativamente il comportamento alla corrosione.

Questi includono:

• Temperatura e umidità: Un aumento della temperatura può portare ad un aumento della velocità delle reazioni chimiche che causano corrosione (questo è particolarmente vero a livelli di umidità relativa costanti). D'altra parte, laddove una temperatura più elevata faciliti l'asciugatura delle superfici bagnate, ciò può rallentare i tassi di corrosione. A temperature inferiori al punto di congelamento, la corrosione è trascurabile. Pertanto, l'influenza della temperatura sulla corrosione dipende fortemente dai livelli di umidità: in assenza di umidità, la maggior parte dei contaminanti ha un effetto corrosivo minimo o nullo.
• Cloruri: la salinità atmosferica aumenta notevolmente i tassi di corrosione. I cloruri hanno molteplici effetti dannosi sulla corrosione dei metalli, come una diminuzione dell'umidità di saturazione, la formazione di prodotti di corrosione solubili (cioè cloruri metallici) e la distruzione di film passivi su metalli come l'acciaio inossidabile e l'alluminio.
• Anidride solforosa: di tutti i contaminanti atmosferici originati da processi industriali come la combustione di carburanti e la fusione dei metalli, l'anidride solforosa è quella più importante in termini di concentrazione e di impatto sui tassi di corrosione. Quando disperso nell'atmosfera, acidifica l'elettrolita sulla superficie di un metallo e porta alla formazione di prodotti di corrosione solubili. I tassi di corrosione sono quindi aumentati su molti metalli, ad esempio zinco, acciaio, alluminio e acciaio inossidabile.

Categorie di valutazione della corrosione ISO 9223:2012

Questa classificazione da C1 a C5 si basa su BS EN ISO 12944-2 e BS EN ISO 9223, fornendo un sistema standardizzato per la corrosività delle atmosfere. I valori riportati sono validi per acciaio, zinco, alluminio e rame e mettono in relazione le condizioni ambientali con i tassi di corrosione.

Questa è la classificazione più utilizzata nell'industria edile e manifatturiera e consente di stimare il tasso di corrosione dello zinco o dell'acciaio in un determinato ambiente. I tassi di corrosione risultanti definiscono la categoria di corrosività prevalente (classe C, vedere tabella sottostante).

Protezione dalla corrosione per contribuire a garantire risparmi sui costi e sulla durata.

La corrosione è un processo naturale onnipresente che può avere un enorme impatto economico. Circa un quinto della produzione annuale mondiale di acciaio viene utilizzata semplicemente per la sostituzione di parti danneggiate dalla corrosione. Anche se può comportare costi iniziali più elevati, il semplice passaggio di considerare la protezione dalla corrosione corretta durante la fase di progettazione, può aiutare a risparmiare una notevole quantità di denaro e risorse a lungo termine.

La protezione dei materiali dalla corrosione è essenziale se si desidera garantire al meglio che il materiale e la sua applicazione complessiva soddisfino o superino la durata desiderata. Le condizioni ambientali, l'ossidazione, l'abrasione e molti altri fattori compromettono la durata di un'installazione, ma con il piano di protezione corretto è possibile proteggersi da questi fattori e quindi evitare di incorrere in ulteriori costi di riparazione o sostituzione.

Per chiarimenti e ulteriori dettagli, è possibile fare una domanda direttamente ai nostri tecnici utilizzando l’apposita sezione della nostra comunità di ingegneria - ASK Hilti o lasciando un commento qui sotto.