Criteri di scelta

Uno degli obiettivi della scienza dei materiali e' di ottenere criteri di scelta e materiali piu' stabili e duraturi nel tempo e di conseguenza affidabili. Per una scelta effettiva dei materiali si fa ricorso a criteri essenzialmente di tre tipi:

  • criteri "fondamentali " cioe' derivanti dalle conoscenze di base;
  • criteri "tecnologici " suggeriti da esperienze accumulate negli anni e riportate in letteratura;
  • da criteri di "know - how " acquisiti su impianti pilota o su altri impianti analoghi gia' funzionanti.

Criteri fondamentali: sono basati, come si e' detto, sulla conoscenza di base dei fenomeni corrosivi. Anzitutto la conoscenza degli aspetti termodinamici permette in ogni ambiente di prevedere o di escludere la possibilita' di intervento dei fenomeni di attacco corrosivo. In particolare i diagrammi di Pourbaix rivestono una notevole importanza ed utilita' a questo riguardo, in quanto consentono di caratterizzare le condizioni di immunita' termodinamica di un materiale metallico e di possibile esistenza di suoi ioni in soluzione ed ancora di possibile esistenza di ossidi, idrossidi, sali basici e quindi di possibile intervento di condizioni di passivita'. Naturalmente di questi diagrammi devono essere tenuti ben presenti i limiti soprattutto in presenza di specie complessanti, depassivanti, ecc.

Essi sono in qualche modo analoghi ai diagrammi di stato delle leghe metalliche (tipo diagramma ferro-carbonio ) ed anche se poi di fatto nei materiali sussistono fasi ben diverse da quelle previste come stabili dai diagrammi di stato, l’importanza ed utilita' di questi e' comunque fuori discussione.

In secondo luogo la conoscenza degli aspetti fondamentali della cinetica dei fenomeni di corrosione, cioe' delle curve caratteristiche tensione-corrente, da' informazioni sull’entita' e sulla localizzazione dei vari contributi dissipativi e consente quindi di intervenire in modo appropriato nel senso di agire proprio sui processi controllanti il fenomeno corrosivo. Inoltre la conoscenza dell’influenza dei principali fattori di corrosione evita al progettista di cadere in errori banali, ma con possibili gravissime conseguenze, quali l’accoppiamento di materiali diversi con rapporti di aree sfavorevoli, l’uso di materiali passivabili in ambiente riducente o contenente cloruri, ecc. Ed infine la conoscenza dei principi e dei metodi con cui si effettua la prevenzione e la protezione indica al corrosionista quali sono le possibilita' a sua disposizione per migliorare le caratteristiche dei materiali ottenute mediante alligazione o depurazione, con trattamenti tecnici (eventualmente su pezzo finito ), con trattamenti superficiali ( eventualmente nella fase di avviamento dell’impianto ), rivestimenti o di controllare la velocita' di corrosione mediante protezione elettrica, uso di inibitori, ecc.

 

Criteri tecnologici: derivano da prove pubblicate su numerose riviste specializzate o su pubblicazioni apposite che danno informazione sui materiali da usare nei vari ambienti.

Tra queste pubblicazioni si ricordano, data la loro importanza ed utilita', le tre seguenti:

  1. Il " Corrosion Data Survey " che riporta il comportamento corrosionistico dei piu' comuni materiali metallici e non metallici in moltissimi ambienti al variare della temperatura e della concentrazione.
  2. Il " Corrosion Guide ", ( di E. Rabald ), che raccoglie i dati di corrosione relativi a 450 ambienti in svariate condizioni di temperatura e concentrazione con notizie riguardanti un numero notevole di materiali.
  3. Il " Corrosion Data Sheets ".

Criteri di know-how: sono particolarmente importanti specie nell’industria chimica e danno risposte e dati ancora piu' specifici rispetto a quelli delle varie pubblicazioni esistenti in quanto sono stati acquisiti su impianti pilota o su altri impianti gia' funzionanti. Particolarmente utili, quando si trovano, sono i dati di esercizio di impianti identici o simili. Anche questi dati devono essere utilizzati con cautela fintanto che non esiste la certezza che le condizioni di processo e le modalita' di conduzione ed alimentazione nei vari casi siano effettivamente equivalenti dal punto di vista corrosionistico.E' opportuno precisare che se pure la resistenza alla corrosione costituisce un dato essenziale per poter effettuare la scelta dei materiali, questa si basa ovviamente anche su altre proprieta', e a volte anche piu' importanti, dei materiali stessi; ad esempio le proprieta' meccaniche. In particolare, a questo proposito, si puo' osservare che in genere i trattamenti termici e meccanici, effettuati sui materiali metallici allo scopo di aumentarne la resistenza meccanica, ne diminuiscono quella alla corrosione. Tipico esempio si ha nel campo degli acciai inossidabili ove per salire con le caratteristiche anticorrosive e' necessario sacrificare quelle meccaniche. Quindi la scelta dei materiali si deve infine tradurre in specifiche piu' o meno restrittive, a seconda del grado di affidabilita' richiesta, riguardanti, per quanto riguarda interessa il corrosionista, la composizione chimica, la struttura metallografica, il grado ed il tipo di finitura (geometrico e chimico ) della superficie, le operazioni ed i controlli da effettuare. In particolare per quanto riguarda la struttura metallografica puo' risultare importante dare precise prescrizioni circa le dimensioni dei grani, il tenore massimo o la ripartizione delle impurezze di particolari costituenti strutturali (ad esempio il tenore massimo di ferrite negli acciai inossidabili austenitici).