La corrosione in ambiente e gli ambienti corrosivi

Pubblicato il Giugno 1, 2024 da Giovanni

Esempio di corrosione in ambiente acqua marina

Come abbiamo detto nei capitoli precedenti la corrosione è strettamente legata ai fattori ambientali, infatti senza l’ambiente verrebbe a mancare il conduttore di seconda specie (la soluzione elettrolita) tra i due metalli e non ci sarebbe corrosione affatto. Gli ambienti nella realtà sono infiniti e infinitamente vari, qui vedremo le difficoltà generali di alcuni ambienti molto specifici, in particolare:

Aria (fattori importanti: umidità, sali disciolti, piogge acide)
Acqua dolce (fattori importanti: durezza, turbolenza, sali disciolti)
Acqua salata (fattori importanti: salinità, profondità )
Terreno (Fattori importanti: Umidità, conducibilità, porosità, linee di terra)
Calcestruzzo (fattori importanti: acqua residua, porosità, chimica del CLS)
Alta temperatura (fattori importanti: unico caso di corrosione a secco)

Come vediamo quasi in tutti i casi il problema è sempre l’areazione differenziale tra una parte e l’altra del pezzo ed è una cosa che molto spesso non è possibile correggere se non in sede di progetto scegliendo un materiale o un insieme di materiali adeguati a quella situazione

Corrosione in ambiente aria

In aria i fattori da tenere in considerazione sono innumerevoli, ma principalmente sono tutti dipendenti dall’umidità relativa dell’aria.
La composizione dell’aria è circa 21% ossigeno, 78% azoto e, i valori che ci interessano, dallo 0 al 5 % di vapore e 390-500 PPM di Anidride carbonica.
Il vapore dipende molto dalle condizioni atmosferiche e dalla zona (zone desertiche molto secche, zone tropicali molto umide).

Corrosione per umidità

Per i nostri scopi esiste un parametro Tau, detto anche “tempo bagnato” che ci aiuta a capire quanto tempo la nostra struttura passerà toccata dell’acqua.
Questo è il periodo di tempo in un anno in cui circa la cella galvanica è attiva e ci permette quindi di calcolare la corrosione. Facciamo un esempio
Mettiamo che tramite le equazioni di Nernst otteniamo che la superficie viene corrosa ad una velocità di 0,004 mm all’anno. Ma sappiamo che il pezzo sarà esposto all’umidità per 2500 ore all’anno (ossia il 30% del tempo), allora la velocità di corrosione sarà il 30% della velocità calcolata con Nernst.
C’è un altro fattore importante, ovvero la presenza di sali igroscopici, ovvero sali che accumulano acqua che quindi peggiorano la situazioni.
Un fattore che influenza è l’esposizione al sole (asciuga molto più velocemente) e il colore (capacità di assorbire il calore).

Altri agenti

Altri agenti sono sicuramente l’ossigeno (lo spessore dell’elettrolita potrebbe portare ad una corrosione localizzata simile alla corrosione sotto le gocce), l’anidride carbonica presente nell’aria data la sua propensione a creare dei carbonai metallici (come i carbonai di zinco o di rame). Inoltre se combinato all’acqua la rende più acida cambiando le condizioni di cella e risalendo il diagramma di Poisson. Meccanismo simile vale per i solfuri, i solfati e gli acidi solforici.

Un piccolo aneddoto aggiuntivo per quanto riguarda gli escrementi di volatili e gli acidi contenuti all’interno. Questo fattore accelera o modifica la corrosione creando un ambiente acido e ricco di ioni OH-.

Forme di corrosione in atmosfera

In aria abbiamo tutta la varietà di forme di corrosione. Si parte dalla più comune corrosione generalizzata per i metalli esposti, alla corrosione localizzata dei materiali con superfici protette.

Corrosione in ambiente acqua dolce

L’acqua dolce o in generale l’acqua non è un conduttore, ma i sali disciolti al suo interno lo fanno diventa il perfetto conduttore di seconda specie tra i 2 metalli.
Inoltre le possibili incrostazioni causate da calcare o altri sali disciolti aiutano a creare delle microcelle galvaniche a concentrazione.
In acqua le caratteristiche che influenzano la corrosione sono alcalinità (presenza di sali alcalini o di calcare), durezza, ovvero il contenuto di ioni di calcio e magnesio che concorrono alla formazione di calcare.
L’acidità rappresentata dalla percentuale di anidride carbonica disciolta in acqua e infine il potere incrostante dell’acqua (appunto formazione di celle galvaniche a concentrazione)

In realtà il potere incrostante non per forza è un male, infatti se la “crosta” è uniforme e compatta questa funge da film protettivo del metallo.
Il potere incrostante si calcola risolvendo dei sistemi a equilibri multipli.

Possiamo valutare il potere incrostante di un’acqua tramite alcuni indici teorici in funzione al pH di saturazione che si calcola in questo modo

Altri fattori importanti da considerare sono la conducibilità (sempre relativa alla quantità di ioni disciolti e dal tipo di ioni disciolti), l’ossigeno disciolto e la componente biologica che con i suoi scarti o tramite le attività vitali stesse possono andare a corrodere il materiale.

Corrosione in ambiente acqua marina

In acqua marina abbiamo gli stessi problemi dell’acqua dolce, inoltre abbiamo degli aspetti peggiorativi come la presenza di ioni di cloro, correnti marine e sabbia/ particolato abrasivo in sospensioni. Inoltre c’è un gradiente di potenziale, salinità e concentrazione di ossigeno al variare della profondità.
Inoltre la presenza di ini di sodio e modificano la scala dei potenziali di riduzione nobilitando alcuni metalli (come il titanio) e de-nobilitando altri come l’oro.

L’acqua di mare tendenzialmente aumenta la velocità di corrosione dato che si tratta di un liquido elettrolita, in moto, ricco di particolato, con altezza variabile e popolato da batteri e alghe.

Corrosione in ambiente terreno

Il terreno è un ambiente molto variabile da sito a sito, tendenzialmente il fattore più importante è la porosità. Questa permette il passaggio dell’aria e dell’acqua e varia quindi le condizioni. Queste caratteristiche sono quindi dettate dalla granulometria dei terreni oltre ad altri fattori ambientali. Altro fattore importante è la presenza dell’uomo: scaricando le linee di terra appunto a terra creiamo un potenziale locale che permette di agevolare i processi di corrosione.
Inoltre nel terreno c’è una forte presenza di sali che in presenza di acqua si disciolgono e vanno a variare pH e condizioni del conduttore elettrolitico (acqua). Tendezialmente si trattano di sali di cloro, zolfo e carbonati. I primi riducono il campo di passività mentre i secondi possono aiutare la passivazione. Questi fanno tendere il pH dei terreni tra il 5 e l’8, quindi terreni tendenzialmente acidi o neutri.
Inoltre in terra c’è molta attività biologica e gli scarti di quest’ultima aiuta la produzioni di ioni solfati e solfiti.
La condizione ideale è quella di un terreno areato, con granulometria grossa e in assenza di sali. In caso di presenza di carbonati c’è la possibilità di una precipitazione dei carbonati sul metallo creando quindi dei sistemi di corrosione e locale.

Dato che il terreno spesso è disomogeneo e può variare la sua granulometria e la sua composizione a distanza di pochi metri, uno dei problemi può essere la cella ad areazione differenziata, ovvero lo stesso tubo che attraversa un terreno misto si comporta:

in maniera catodica nella sezione a porosità maggiore
in maniera catodica nella sezione più compatta

Corrosione in ambiente biologico

Per ambiente biologico si intendono gli ambienti che hanno a che fare con il corpo umano. Si prendono in considerazione quindi tutti quei metalli chirurgici che o rimangono a contatto con il corpo per un tempo limitato o vengono impiantati in maniera permanente come per esempio viti per ossa, protesi dell’anca o del ginocchio eccetera.
In ambiente biologico abbiamo 2 tipi di macroambienti: extra corpore (ovvero tutte le strumentazioni che hanno un contatto con il corpo limitato) o in corpore (tendenzialmente rotesi o sistemi meccanici permaneti).

Corrosine in ambiente biologico extra corpore — Esempio di corrosione in ambiente biologico extra corpore

Per i metalli extra corpore l’ambiente riserva loro la presenza di detergenti, farmaci e disinfettanti tipicamente composti da cloruri o soluzioni ossigenate entrambe deleterie per quanto riguarda la corrosione. Il materiale tipicamente usato è il famoso “acciaio chirurgico”, ovvero un acciaio ad altissimo contenuto di cromo e con un basso tenore di carbonio. Questo è l’acciaio utilizzato anche per i piercing di media qualità ad esempio.
In caso di problemi dati da corrosione generalizzata è possibile inserire in microlegato del molibdeno per ottimizzare le prestazioni del film passivante del cromo.

Esempio di corrosione in ambiente biologico in corpore

Per i metalli in corpore invece deve affrontare l’interno del nostro corpo, ricco di ioni cloro, ossigeno, ma soprattuto estremamente conduttivo (è come essere in acqua salata a livello di conducibilità).
In ambiente biologico la morfologia più comune è quindi la corrosione galvanica e la corrosione assistita (sforzo o fatica).

Corrosione in ambiente calcestruzzo

La corrosione all’interno del calcestruzzo è un fenomeno particolarmente complesso a causa delle caratteristiche specifiche di questo materiale. Il calcestruzzo è per sua natura poroso e può contenere acqua residua e vari agenti chimici che influenzano il processo corrosivo. Uno dei principali problemi è la carbonatazione, un processo in cui l’anidride carbonica penetra nel calcestruzzo e reagisce con l’idrossido di calcio presente, abbassando il pH dell’ambiente e compromettendo lo strato passivante che protegge l’acciaio dall’ossidazione.

Un altro fattore critico è la penetrazione di cloruri, spesso presenti nei sali antighiaccio o nell’ambiente marino, che può causare corrosione pitting localizzata dell’armatura in acciaio. La presenza di microfessure nel calcestruzzo può ulteriormente accelerare questi processi permettendo un più facile accesso degli agenti corrosivi all’interno. La combinazione di questi fattori può portare a una significativa riduzione della durata della struttura in calcestruzzo armato, rendendo essenziale un’attenta progettazione e manutenzione per mitigare i rischi di corrosione.

Corrosione in ambiente ad alta temperatura

La corrosione ad alta temperatura rappresenta un caso unico di corrosione a secco, dove il principale agente corrosivo è l’ossigeno presente nell’aria. Questo tipo di corrosione è rilevante in ambienti industriali dove i metalli sono esposti a temperature elevate, come nei forni, nei motori e negli impianti di produzione di energia. A queste temperature, gli ossidi metallici formati possono non fornire un’adeguata protezione passivante, come avviene a temperature più basse. Ad esempio, l’ossidazione del ferro a temperature elevate può portare alla formazione di ossidi che si distaccano facilmente dalla superficie, esponendo continuamente il metallo nudo all’ossigeno e accelerando il processo corrosivo.

Alcuni metalli e leghe, come l’acciaio inossidabile e le superleghe a base di nichel, sono progettati per formare strati di ossidi protettivi stabili che possono rallentare il processo di ossidazione. Tuttavia, la presenza di gas corrosivi come zolfo e cloro a temperature elevate può complicare ulteriormente il quadro, poiché questi possono formare composti con i metalli che accelerano la corrosione. Pertanto, la selezione dei materiali per applicazioni ad alta temperatura deve tenere conto non solo della resistenza meccanica ma anche della capacità di formare strati protettivi stabili in condizioni operative specifiche.

Anche per oggi è tutto. Se volete vedere altri articoli della serie di corrosione cliccate qui. Invece per rimanere aggiornati sulle novità pigia qui!!!

La corrosione: Metodi di protezione

Pubblicato il Maggio 22, 2024 da Giovanni

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Abbiamo visto fino ad adesso come funziona il processo della corrosione e come si presenta, e la domanda ora è: “come posso fermare questo processo?”. In realtà abbiamo visto che è impossibile annullare la corrosione, ma possiamo limitarne gli effetti prendendo delle precauzioni e utilizzando dei metodi di protezione.

Le 4 componenti della corrosione

Abbiamo già visto questo diagramma e abbiamo detto che è sufficiente eliminare anche una sola delle componenti.
La componente che ha più senso “eliminare” è quella che già di suo ha una resistenza maggiore. Questa componente lo chiameremo “passo limitante”

Metodi di protezione

Il conduttore di prima specie nella cella elettrolitica è il cavo che collega anodo e catodo. Questo è il passo più difficile da limitare dato che è generalmente dato dal diretto contatto tra i 2 metalli. Infatti non si agisce mai sul primo passo ma piuttosto si agisce o sull’ambiente o sui due elettrodi. Tendenzialmente ci sono 3 metodi di protezione:

modifica dei fattori ambientali
modifica della superficie
protezione elettrica

Modifica dei fattori ambientali: Il metallo

Il primo passo per proteggere un elemento dalla corrosione è ovviamente la scelta del metallo opportuno per l’ambiente che lo circonda.
La selezione è ovviamente dettata dal budget disponibile e si può o sceglier il materiale o inserire alligazioni nobilitanti o passivanti sullo stesso.
Prima bisogna capire su quale anodo agire:

Fissato il processo catodico (quindi lavoro sull’anodo) posso o aumentare il potenziale anodico con alligazione nobilitante o aumentare il sovrapotenziale anodico con una alligazione passivante
Fissato il processo anodico invece l’unica cosa che posso fare è aumentare il sovrapotenziale catodico inserendo in lega degli elementi che rallentino lo sviluppo idrogeno o la riduzione ossigeno.

Variazione sul diagramma di Evans per alligazione nobilitante

Variazione sul diagramma di Evans per alligazione passivante in caso di metallo attivo

Variazione sul diagramma di Evans Protezione anodica con alligazione resistiva

Modifica dei fattori ambientali: l’ambiente

Importanti almeno tanto quanto la scelta del metallo, ci sono i fattori ambientali da tenere in considerazione, in particolare la presenza di speci chimiche dannose, il pH e il tenore di ossigeno.
In generale è possibile controllare solo il tenore di ossigeno lavorando o sulla temperatura o aggiungendo in ambiente speci chimiche che reagiscono con l’ossigeno come il solfito di sodio e l’idrazina,

Inibitori di corrosione

Esistono delle sostanze chimiche che inducono reazioni parallele o competitive alla corrosione (abbiamo visto per esempio il cloro induce reazioni chimiche favorevoli alla corrosione) e si possono classificare in più modi:

Per natura chimica
Per utilizzo
Per condizioni di impiego
per meccanismo elettrochimico

Noi li classificheremo in quest’ultimo modo

Classificazione degli inibitori

Gli inibitori anodici invece si dividono in ossidanti e non ossidanti. Questi ultimi vanno a lavorare sulla curva di attività del metallo facendogli acquisire i comportamenti di un metallo passivato e nel caso questo sia già un metallo passivato, allargano il campo di passività.
Il meccanismo è quello di reagire con l’ambiente e creare superficialmente uno strato “passivato”, alcuni esempi possono essere i carbonati, i borati, i silicati ecc… .

Variazione sul diagramma di Evans di un processo corrosivo con inibitori

Di contro ovviamente ci sono gli inibitori ossidanti il cui meccansimo è lo stesso, ma reagiscono con l’ossigeno

Gli inibitori hanno alcune criticità, ovvero per arrivare a “passivare” il metallo li dobbiamo mettere in maniera omogenea e dovremmo assicurarci che la concentrazione sulla superficie sia sufficiente a passivare il metallo; inoltre sarà necessario mantenere la concentrazione di mantenimento nel tempo e tenere conto della vita operativa dell’inibitore. In seguito riportiamo alcuni inibitori tipici.

Tabella di inibitori tipici in vari ambienti per alluminio e acciaio

Metodi di protezione: Modifica della superficie

Un altro metodo per tenere sotto controllo la corrosione è quello di modificare la superfice e il metodo più intuitivo è quello di isolare la superficie dall’ambiente. In questo modo otteniamo un aumento del sovrapotenziale del metallo, ovvero una resistenza del circuito di corrosione.

Per fare questa operazione utilizziamo dei rivestimenti che si dividono nel seguente modo:

Metodi di protezione: rivestimenti isolanti dall'ambiente, la classificazione — Metodi di protezione: rivestimenti isolanti dall’ambiente, la classificazione

Questi rivestimenti li affronteremo uno ad uno, ma prima di applicare un rivestimento è di fondamentale importanza andare a preparare la superficie su cui applicarlo, in particolare pulirla.
Sembrerebbe un problema di poco conto, ma una buona pulizia implica una buona adesione dello strato e una difficolta maggiore nel presentarsi di problemi di corrosione localizzata o sottopelle.

Meccanismi di pulizia

Rivestimenti metallici

Gli obbiettivi dei rivestimenti metallici possono essere svariati:
– aumentare la resistenza all’usura,
– aumentare la durezza superficiale
– Migliorare l’estetica dei materiali
– Variare alcune proprietà funzionali come le funzionalià ottiche o elettroniche
– aumentare la resistenza alla corrosione
La divisione tra i rivestimenti metallici è relativa alla nobiltà del materiale rivestito, questo non solo funge da protezione fisica, ma anche da possibile protezione chimica alla corrosione.

Nel caso in cui il rivestimento sia più nobile del metallo abbiamo

Corrosione stimolata dal rapporto tra le aree sfavorevole
Ostacolata da prodotti di corrosione che sigillano i difetti
Ostacolata dalla possibile passività del metallo più nobile

Nel caso contrario invece abbiamo un rapporto tra le aree molto favorevole e il metallo meno nobile funge da anodo sacrificale superficiale. L’esempio più lampante di una applicazione di questo genere sono i famosi tubi zincati o il rivestimento zincato tipico dei tralicci o delle scale anti-incendio.
Notiamo che a seconda della dimensione di un eventuale difetto gli effetti possono cambiare, in particolare potrebbe verificarsi una cella ad areazione differenziata all’interno di una cella elettrolitica.

Metodi per fare rivestimenti metallici

Esistono vari modi per poter rivestire un metallo con un altro metallo. Qui sopra abbiamo appunto una prima classificazione.
Per rivestire i metalli spesso servono delle tecniche per poter depositare un metallo di natura diversa sopra un altro e a volte servono degli strati di transizione da un metallo ad un altro. Vediamo quindi alcuni metodi

Placcatura

Abbiamo tutti visto dei metalli placcati, tipicamente nei gioielli per poter dare una parvenza di oro o argento. Questo metodo può essere effettuato a varie temperature:

Se la temperatura è superiore a quella del metallo di rivestimento allora si dice che il metallo è sovrasaldato e come dice la parola si salda il metallo di rivestimento sulla superficie della superficie
Se la temperatura invece è inferiore a quella di fusione del metallo di rivestimento otteniamo il rivestimento laminando i due strati uno sopra l’altro.

Spruzzatura

La spruzzatura è un processo in cui delle particelle del rivestimento vengono sparate sulla superficie da rivestire. I metodi di spruzzatura per i metalli implicano la fusione del metallo di rivestimento e il lancio di gocce di questa sostanza fusa.
La particolarità di questo processo è la possibilità di spruzzare anche materiali ceramici, ossidi o nitruri.
Per poter ottenere il metallo fuso lanciato si utilizzano delle tecniche al plasma in cui il plasma svolge le 2 funzioni contemporaneamente.

Pittura ad alto tenore di metallo

Per chi ha lavorato in un’officina meccanica o nel campo della carpenteria metallica questo strumento di protezione è molto noto. Esistono infatti delle vernici che contengono come pigmento del particolato metallico, tipicamente zinco, che svolgono la funzione di protezione catodica. Si utilizza principalmente sulle saldature o sui giunti ed è una soluzione relativamente economica e disponibile a chiunque.

Rivestimento metallico a caldo

Con i metalli bassofondenti come il piombo, lo stagno, l’alluminio (in casi particolari), il cadmio e lo zinco è possibile immergere il pezzo direttamente in un bagno di metallo fuso. Questo comporta una copertura più spessa e uniforme. Ed è l’ultima delle lavorazioni meccaniche

Deposizione fisica di vapori

Questo tipo di deposizioni è fortemente dipendente dalla natura superficiale del substrato per l’ancoraggio.

Elettrodeposizione

Questo metodo è quello che si usa per la cromatura delle parti metalliche e segue i principi della cella elettrochimica visti ad inizio corso di corrosione (qui)

I metalli usati tipicamente per i rivestimenti sono i seguenti e con i seguenti metodi:

Metallo	Metodo di rivestimeto
Zinco	Zincatura a caldo, a freddo e elettrodeposizione
Cadmio	Elettrodeposizione
Piombo	Immersione e Elettrodeposizione
Stagno	Immersione e elettrodeposizione
Alluminio	Immersione
Nichel	Elettrodeposizione, Riduzione chimica da sali e placcatura
Cromo, Nichel-Cromo	Elettrodeposizione
Rame	Elettrodeposizione
Oro	Elettrodeposizione e placcatura

Metodi di protezione: Strati di conversione

Gli strati di conversione sono un film superficiale formato in situ, ovvero direttamente sul metallo da proteggere, tramite un legame chimico o elettrochimico. Questi possono essere utilizzati come strati anticorrosivi o come fondo per i successivi rivestimenti.

Fosfatazione

Il substrato metallico viene fatto reagire con dell’acido ortofosforico contenente ioni metallici fosfati. Questa reazione sviluppa idrogeno e crea uno strato poroso ottimo per le successive lavorazioni come la verniciatura o i metodi fisici di rivestimento.

Reazione dell'acido ortofosforico per l'acciaio — Reazione dell’acido ortofosforico per l’acciaio

Cromatazioe

Anodizzazione

L’anodizzazione è un procedimento molto attuato, specialmente per l’alluminio.
L’obbiettivo è quello di inspessire lo strato di ossido protettivo tramite cella elettrochimica (andiamo a stimolare la produzione dello strato di passività).
In particolare per il titanio abbiamo anche la possibilità di far “cambiare colore” tramite dei fenomeni di diffrazione dello strato di ossido (lo spessore dell’ossido è direttamente correlato alla frequenza di luce respinta).

Metodi di protezione: Rivestimenti organici

Ora che abbiamo visto il mondo dei rivestimenti metallici, andiamo a vedere il più economico e accessibile mondo delle protezioni organiche, ovvero le vernici.
La composizione delle vernici è la seguente:

Legante: è la sostanza chimica che tiene insieme tutto e lega la vernice al substrato su cui viene applicata.
Solvente/diluente: servono per la messa in posa della vernice e tendenzialmente a vernice asciugata o li troviamo presenti in quantità ridotta o non li ritroviamo affatto.
Pigmenti/ cariche : i pigmenti sono solamente il colore mentre le cariche aiutano a migliorare le caratteristiche meccaniche della vernice e possono influenzare la permeabilità della stessa
Additivi: servono a migliorare le prestazioni della vernice e possono spaziare da acceleratori di asciugatura, antiossidanti, agenti di attivazione superficiale ecc.

Le vernici si classificano inoltre in base al processo di indurimento che la governano:

Indurimento per evaporazione del solvente(fisico)
Indurimento per ossidazione (il legante ossida e indurisce)
polimerizzazione

Il procedimento per una corretta verniciatura è quello che segue

Preparazione della superficie da verniciare

La vernice inoltre ha ben 2 effetti protettivi sul substrato, ovvero la protezione fisica e meccanica dall’acqua isolando la componente dall’ambiente e in caso di presenza di pigmenti attivi anche quella di protezione catodica come abbiamo visto appunto le vernici allo zinco o anodica come le vernici al minio di piombo (questa non si usa più per la sua tossicità, ma largamente utilizzata per esempio sulla torre Eiffel o sul ponte di Brooklin in anni passati).

Metodi di protezione : Protezione elettrica

Dopo aver visto tutti i sistemi di protezione “passivi” andiamo ora a vedere quello più particolare e talvolta attivo.
Questo tipo di protezione si usa solo in ambienti altamente conduttivi come acqua di mare, terreno o ambienti particolari.
L’idea è quella di abbattere il potenziale di corrosione tra due elettrodi limitando la corrosione al suo minimo.
Abbiamo anche qui 2 categorie ovvero la protezione attiva catodica e anodica.

Protezione catodica

Fissato il processo catodico andiamo a lavorare sulla tensione a cui si trova il metallo aggiungendo o un elettrodo insolubile o uno solubile (anodi sacrificali)

Per quanto riguarda gli anodi solubili la teoria è molto interessante: infatti collegando con un filo il metallo da proteggere con l’anodo, la tensione di lavoro della struttura si abbassa a sommandosi a quella dell’anodo che andrà a corrodersi a favore della struttura stessa. Questo metodo è molto utilizzato sia in campo marino che in campo civile per proteggere tubature e cavi sotterranei. Questo tipo configurazione però favorisce lo sviluppo idrogeno sulla superficie del metallo da proteggere.
Il dimensionamento di questi anodi è una procedura abbastanza complessa senza entrare nei dettagli segue i seguenti passi:

E anche per oggi è tutto. Considerate che questo piccolo minicorso è solo il primo della serie e spero di poterlo mettere scaricabile in PDF. Per rimanere aggiornato clicca qui!!
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La corrosione, Morfologia di corrosione

Pubblicato il Maggio 22, 2024 da Giovanni

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La morfologia, ovvero come si presenta la corrosione, è caratterizzata dalla forma e dalla “driving force”, ovvero il tipo di chimica che alimenta la corrosione.
Le driving force sono principalmente 2, ovvero il contatto galvanico e la cella ad areazione differenziata.
Mentre le 3 macro-famiglie di corrosione sono corrosione generalizzata, corrosione localizzata e corrosione selettiva.

Morfologia di corrosione: Corrosione generalizzata

La corrosione si divide in

Corrosione uniforme
Corrosione non uniforme

Prima divisione per la morfologia di corrosione — Prima classificazione delle morfologie di corrosione

L’uniformità di corrosione è data dalla finitura superficiale, infatti dall’elettrotecnica sappiamo che le correnti si accumulano sugli spigoli. Infatti più le valli e i picchi sono arrotondati, più la corrosione sarà uniforme. Per esempio la prima parte ad andare via per corrosione delle viti sono proprio i filetti che sono fatti di una cresta sottile su cui si accumula l’intera corrente di corrosione. Una delle lavorazioni più comuni infatti per limitare la corrosione è la butturatura.

Tendenzialmente la corrosione generalizzata è data dal contatto galvanico tra 2 metalli con nobiltà differente
I fattori da considerare nella corrosione generalizzata sono:

Differenza di nobiltà pratica
Proprietà catalitiche (il catodo può aiutare la corrosione tramite reazioni catalitiche)
Rapporto tra le aree
Conducibilità e composizione della soluzione (conduttore di tipo 2)

Differenza di nobiltà pratica

Nella teoria abbiamo studiato l’esistenza dei potenziali di riduzione standard, ma questi sono stati calcolati in ambienti di laboratorio, quindi è molto probabile che alcune differenze di potenziale rispetto allo standard in condizioni naturai vengano sfalsate. Dato che la natura è imprevedibile si è scelto di affrontare il problema tramite una soluzione empirica.
Ovvero per la compatibilità tra 2 metalli e per evitare un fenomeno corrosivo disastroso (ovvero la corrosione rapida dell’anodo) si è scelto di utilizzare una differenza di potenziale di riduzione tra i due metalli inferiore a 0,25V

Tabella per la compatibilità tra metalli in acqua marina. — Tabella per la compatibilità tra metalli in mare

In questa tabella ad esempio abbiamo che i materiali in classe 5 faranno da anodo a quelli di classe inferiore. Idealmente quando costruiamo una struttura infatti sarebbe cosa buona farla tutta dello stesso materiale, in particolare i giunti di connessione causano non pochi problemi.
In questi casi sono possibili dei ribaltamenti di comportamento. Per esempio sappiamo dalla termodinamica che lo zinco è meno nobile del ferro, ma a temperature elevate l’ossido che si crea non è più isolante ma semiconduttivo e quindi lo zinco diventa catodico rispetto al ferro.

Esempio di "ribaltone" morfologia di corrosione — Esempio di “ribaltone” morfologia di corrosione

Appunto qui abbiamo che lo zinco passivato ha una tensione di lavoro maggiore rispetto alla reazione di riduzione ossigeno, e quindi farà da catodo rispetto al ferro.

Proprietà catalitiche del catodo

Anche per il catodo la condizione superficiale è determinante, infatti ad esempio un film di ossidi stabili posizionati sul catodo crea una sovratensione che ostacola la reazione sul catodo.

Un altro fattore determinante è la concentrazione di ossigeno dato che la pressione parziale di ossigeno determina la velocita della reazione catodica (vedi equazione di Nernst), infatti in acque stagnati la corrosione spesso è lenta o addirittura trascurabile, mentre in acque agitate la corrente di corrosione è molto elevata appunto per la reazione veloce di produzione ossigeno.

Rapporto tra le aree

Abbiamo già visto nella cinetica di corrosione che il rapporto tra le aree delle interfacce dei 2 metalli è strettamente correlato, infatti dato che la corrosione è un effetto superficiale, la profondità di corrosione sarà più veloce tanto quanto l’area del catodo è piccolo.

Morfologia di corrosione: Corrosione Localizzata

Come per la corrosione generalizzata, anche per la corrosione localizzata ci sono 3 sottofamiglie, ovvero:

Vaiolatura (pitting)
Fessura (Crevice)
Filiforme (sotto film protettivo)

La driving force di questo tipo di corrosione è principalmente la cella ad areazione differenziata
Generalmente questo tipo di corrosione non avviene su materiali attivi, ma su materiali protetti o da vernici o film passivanti e vengono innescati proprio dalla rottura di questa protezione.
La rottura può avvenire sia in maniera meccanica sia in maniera elettrochimica (la corrente galvanica “sfonda” il film protettivo)
Altri motivi di corrosione localizzata sono la presenza di un deposito che crea areazione differenziale in una zona localizzata della superficie e sempre con la stessa driving force all’interno delle fessure o per la presenza di gocce sul metallo.

Vaiolatura o Pitting

Morfologia di corrosione: esempi di pitting

Meccanismo del pitting morfologia di corrosione — Meccanismo del pitting in presenza di cloro

Il tipo di corrosione localizzata più pericolosa e profonda è proprio questa. La vaiolatura è tipica appunto di metalli passivati ed è innescata dalla rottura o dal cedimento del film protettivo. I danni possono avere dimensioni ridottissime, addirittura microscopiche, e presentarsi anche singolarmente. Inoltre per via del rapporto ridottissimo tra le aree di catodo e anodo abbiamo una velocità di penetrazione della corrosione estremamente elevata. Tutto questo comporta problemi estremamente, in particolare in tubature o serbatoi in pressione.
Inoltre in caso di presenza di elementi de-passivanti come il cloro, la reazione diventa auto-catalitica, ovvero la velocità di reazione aumenta per via dell’idrolisi acida nella cavità,(ovvero l’ambiente acido nella cavita porta alla produzione di più ioni metallici per bilanciare il pH molto basso).

Attrazione degli ioni cloro per via di ioni ferro nella cavità.

Piccolo appunto sui fattori di riduzione delle zone di passività

La zona di passività come abbiamo visto in cinematica e termodinamica della corrosione è la zona in cui si forma un ossido o idrossido protettivo sullo stesso metallo. L’esempio più lampante di metallo passivato è l’alluminio con i suoi ossidi (l’allumina in particolare).
La zona di passività è direttamente correlata all’ambiente e di conseguenza alla presenza d ioni depassivanti come il cloro appunto e del valore del pH.

Effetti di alcuni elementi in lega sulla curva di passività.

E possibile inoltre che per metalli in condizioni di transpassività si attivi un ciclo di isteresi, ovvero ciclicamente la corrosione si ferma (ad esempio sul bagno-asciuga), il potenziale diminuisce e il metallo ha abbastanza tempo per ri-passivarsi e ricominciare il ciclo in transpassività.

Per poter misurare la propensione di un materiale a subire fenomeni di pitting esiste un indice di resistenza al pitting detto PREN, Questo prende in considerazione la composizione del metallo.

Pitting nodulare

In letteratura troviamo un caso importante, ovvero il rame in acqua dolce crea questo particolare tipo di pitting sovrastati da opercoli composti da prodotti di corrosione porosi.
Il meccanismo è tendenzialmente il seguente:

Corrosione in fessura

La driving force di questo tipo di morfologia di corrosione è l’areazione differenziale dovuto alla geometria delle componenti.
Tipicamente questo tipo di corrosione si presenta tra giunti metallici, interstizi sulle guarnizioni, filettature, saldature mal rifinite ecc…
La regola d’oro di questo tipo di corrosione è quella che per essere presente è necessario che l’interstizio sia sufficientemente piccolo da fare in modo che la velocità di consumo dell’ossigeno nell’interstizio sia maggiore della velocità di diffusione dell’ossigeno nello stesso.

Corrosione Filiforme

Questo tipo di corrosione è tipico di metalli protetti da un film passivato o da un film protettivo. La driving force di questo meccanismo corrosivo è la cella ad areazione differenziale. In particolare vediamo che quello che succede è che a seguito di un difetto nel film protettivo si crea sotto di questo un innesco di corrosione che poi si divide per areazione differenziale in una testa anodica che “cammina” e una coda catodica. Banalmente la testa ha meno area esposta all’aria rispetto al corpo catodico e quindi si crea una sorta d corrosione in fessura.

Corrosione selettiva

La corrosione non solo può avvenire tra 2 metalli diversi, ma dato che spesso i metalli si trovano in lega tra loro, anche queste leghe possono comportarsi come delle celle galvaniche microscopiche. Questa morfologia di corrosione è tipica delle leghe del rame dove quest’ultimo, essendo un metallo più nobile dei suoi elementi in lega, si comporta come catodo.
L’attacco selettivo si divide in 2 macro-famiglie:

Dealligazione
Corrosione intergranulare

La prima è abbastanza autoesplicativa: 2 metalli in lega, uuno più nobile dell’altro, il meno nobile viene disciolto dal più nobile.
La seconda invece è un pò più particolare: infatti quello che succede è che il grano del materiale si comporta in maniera più o meno nobile rispetto al reticolo. Questo comporta che o uno o l’altro andranno a corrodersi se messi in contatto tramite un elettrolita.
Questo processo è tipico delle ghise e delle leghe di alluminio; ma i protagonista di questo processo è l’acciaio inox per delle ragioni molto particolari che vedremo.

Dealligazione

La de-alligazione funziona su 2 meccanismi dettati dalla natura della lega

Leghe bifasiche —-> Microcoppie galvaniche tra matrice e alliganto
Leghe Monofasiche —-> Dissoluzione della lega e ri-depozione del metallo nobile

Come abbiamo detto appunto la de-alligazione è un processo tipico delle leghe di rame. In particolare gli ottoni (CuZn) subiscono un processo di dezinficazione, in particolare nell’ottone 60/40 dove abbiamo effettivamente una lega bifasica.
Per poter limitare questo effetto utilizziamo degli elementi in lega detti inibitori come fosforo, arsenico, piombo, stagno e alluminio, ma questi vanno bene solo per gli ottoni con una percentuale di zinco inferiore al 35%.

Corrosione selettiva su un elemento di bronzo — Elemento di ottone in cui lo strato superiore (destra) è stato attaccato da corrosione selettiva

Sottobicchiere di ottone che ha subito una corrosione selettiva

Per i bronzi invece avviene il processo di soluzione della lega e rideposizione del rame. Anche in questo caso esistono degli inibitori del processo che sono arsenico, antimonio e fosforo in quantità inferiori allo 0,2%. Questo tipo di leghe è largamente utilizzato in nautica sotto il nome di leghe ammiragliato.

Grafitizzazione delle ghise

Sempre sotto i processi di de-alligazione notiamo le ghise. Abbiamo visto in termodinamica, ma ripetiamo qui che il carbonio è più nobile della maggior parte dei metalli e dato che la ghisa è una lega ferro carbonio ricca di carbonio è soggetta anche lei alla de-alligazione.
Nota: per avere de-alligazione nelle ghise è necessario avere i cluster di grafite.

Morfologia di corrosione selettiva nella ghisa

Morfologia di corrosione: Corrosione intergranulare

Questo tipo di corrosione è tipica delle leghe di alluminio e degli acciai inox, anche se con meccanismi diversi.
I primi si corrodono per la loro capacità di formare leghe intermetalliche, mentre i secondi per via di un fenomeno detto sensibilizzazione.

Le leghe di alluminio

Le leghe di alluminio corrodono per via della formazione di grani intermetallici. Questi possono essere anodici o catodici rispetto all’alluminio. In un caso abbiamo la corrosione della matrice di alluminio (caso di intermetallo anodico), nell’altro abbiamo la corrosine solo del grano esterno.

Acciaio inox

L’acciaio inox segue un processo simile, ma sul bordo di grano. Questo è il caso in cui la forza di un acciaio diventa la sua debolezza. Quello che succede è che con un riscaldamento e un successivo raffreddamento lento quello che succede è che il cromo si accumula sui bordi di grano come carburi di cromo. Questi si comportano da catodo locale e in presenza di un elettrolita e vanno a indebolire la coerenza tra i grani.

Morfologia di corrosione, sensibilizzazione e presenza di rosari di carburi di cromo sul bordo di grano

Questo tipo di sviluppo di carburi di cromo è tipico attorno le saldature e porta ad una corrosione a lama di coltello. Ovvero il cordone di saldatura rimane integro e viene attaccato solo il “bordo” della saldatura. Questo accade appunto per la “sensibilizzazione” dell’acciaio.
La posizione poi dipende dalla natura dell’acciaio preso in considerazione e ad eventuali inibitori inseriti in lega.

Altri tipi di morfologia di corrosione

In realtà ci sono altre morfologie di corrosione, ovvero quelle assistite da sforzo. In questo tipo di morfologia di corrosione in realtà abbiamo 2 effetti:

La presenza di uno sforzo
La presenza di un ambiente corrosivo

Presi singolarmente i 2 effetti non avrebbero effetti catastrofici, ma uniti insieme l’uno alimenta l’altro, in particolare con i meccanismi di corrosione in fessura.
Ma in questo articolo non li tratterò in maniera approfondita.

Anche per oggi è tutto. Per le nuove uscite pigia qui! Mentre per continuare con la serie clicca qui.

La cinetica della corrosione

Pubblicato il Maggio 20, 2024 da Giovanni

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Abbiamo visto la termodinamica della corrosione che risponde alla domanda “La corrosione può avvenire?”. Ora la cinetica della corrosione ci dice “se avviene quanto velocemente?”.
Come l’articolo prima sarà molto tecnico e spero di lasciare comunque qualcosa a chi lo leggerà
E come prima, Iniziamo!!

La legge di Faraday

Possiamo intuire che, se la corrosione è formata da ioni positivi che abbandonano l’anodo, allora ci saranno tanti elettroni liberi di girare quanti ne sono gli ioni che se ne vanno.
Questa è la base della legge di Faraday, ovvero se la velocità di corrosione è la variazione di massa al passare del tempo

e la massa è formata da atomi metallici, allora la velocità di corrosione è proporzionale alla quantità di ioni che abbandonano l’elettrodo e di conseguenza è proporzionale agli elettroni liberi di girare e quindi alla corrente. Questo ci porta a introdurre la legge di Faraday per la cinetica della corrosione.
Dopo questo frasone lunghissimo vediamo la formula:

Applicato poi sull’area interessata abbiamo che la velocità di corrosione su unità di area è:

E da qui notiamo subito una cosa, ovvero che l’area è una componente importante della corrosione, in particola il RAPPORTO tra le aree di anodo e catodo fa la differenza. Infatti noi sappiamo che la corrente al catodo è la stessa corrente al catodo, ma allora se la corrente è costante abbiamo che più l’area dell’anodo è piccola, più forte sarà la concentrazione di correnti su unità di area. Questo comporta che la velocità di corrosione del catodo cresce al diminuire dell’area dello stesso.

Il circuito di della corrosione

Adesso abbiamo visto dalla termodinamica della corrosione un potenziale di cella, abbiamo appena visto una corrente di corrosione… Non ci ricorda qualcosa?
Certamente il processo di corrosione è assimilabile ad un circuito elettrico, e come un circuito elettrico è fornito di un generatore (la cella con anodo e catodo), delle resistenze e una corrente che lo attraversa (appunto la corrente calcolata dalla legge di Faraday).
Vediamo quindi qui sotto le varie componenti:

Visualizzazione del processo corrosivo come un circuito elettrico. Fondamentale per la cinetica della corrosione — Visualizzazione del processo corrosivo come un circuito elettrico.

Vediamo che appunto i potenziali vengono modificati dalle polarizzazioni di attivazione, ovvero un certo sovrapotenziale che deve essere “sconfitto” prima di iniziare la corrosione.
Questo sovrapotenziale è dipendente dalla concentrazione dello ione metallico in un intorno dell’elettrodo.

Le rette di Tafel

Esistono quindi delle curve di polarizzazione che mettono in relazione il “nuovo potenziale” con la corrente e sono dettate dalla legge di Butler-Volmer.

Che raccolte in maniera opportuna ed in funzione di E (potenziale) si ottiene: circa questa cosa qui in rosso

Approssimando questa cosa matematica brutta otteniamo la legge e i grafici di Tafel, ovvero le curve di comportamento anodico e catodico di un materiale.

Mettiamo in scala logaritmica assoluta questo grafico e magia.

Equazioni delle rette di Tafel per la cinetica della corrosione — Equazioni delle rette di Tafel

Le rette di Tafel ci dicono appunto come si comporta il metallo, in particolare

La pendenza: al comportamento anodico più la pendenza è alta, più la velocità di corrosione sarà bassa, al comportamento catodico al crescere della pendenza avremo anche qui una cinetica lenta.
La posizione rispetto all’asse y (E): al crescere della distanza cresce la corrente di scambio e quindi la velocità minima di corrosione

Andando a sovrapporre più curve di comportamento otteniamo quello che poi chiameremo punto di lavoro di cella.

Polarizzazione di attivazione

La polarizzazione di attivazione è una sorta di barriera energetica che si oppone alla corrosione. In parte è legata alla natura del metallo, in parte alla natura dell’elettrolita che lo circonda.

Questo comporta un certo distaccamento tra le curve che però è possibile trascurare poichè dell’ordine dei millivolt, ma ben più importante è il contributo dato dalla natura dell’elettrolita che circonda il materiale. Infatti se questo è “stagnante” attorno agli elettrodi si formerà una “coltre” di ioni di carica opposta all’elettrodo stesso (positiva per l’anodo, negativa per il catodo). Questa si opporrà al movimento delle cariche, ossia alzerà la tensione necessaria all’attivazione dei processi di corrosione.

Grafico di polarizzazione dell'anodo — Grafico di polarizzazione dell’anodo

Reazioni catodiche

Ricordiamo che le reazioni catodiche importanti sono la reazione di sviluppo idrogeno e quella di riduzione ossigeno. Quest’ultima ha una particolarità, ovvero ha una corrente limite di accettazione dipendente dalla limitata velocità di consumo di ossigeno dell’acqua dipendente dalla concentrazione di ossigeno. Questo si verifica in particolare a elevate velocità di corrosione.

Reazione catodica dell'ossigeno — Reazione catodica dell’ossigeno

Punto di lavoro

Il punto di lavoro si trova intersecando la caratteristica anodica di un elettrodo con la caratteristica catodica di un altro. Questo è quindi il punto i comune dove le correnti sono uguali (vedi legge di Faraday sopra) e da qui è possibile quindi ricavare il potenziale di corrosione, ovvero la tensione tra i due elettrodi.

Cinetica totale della corrosione di un insieme di processi anodici e catodici

Fenomeni di passivazione

Il fenomeno di passivazione è la creazione di uno strato superficiale di film protettivo composto da ossidi o idrossidi. La natura dello strato è di fondamentale importanza, infatti deve rispettare le seguenti caratteristiche:

Compatto
Isolante
Insolubile
Adeso
Rinnovabile

Lo strato di film passivante offre quindi una resistenza in più, ma spesso viene generato a determinate condizioni di tensione e corrente.
Il diagramma di Evans si trasforma quindi in questo modo:

Vediamo quindi che circa in maniera istantanea al crescere della tensione oltre il ramo attivo la corrente di passività è inferiore alla corrente di scambio proteggendo così il materiale dalla corrosione.
La zona di passivazione è soggetta a cambiamenti dipendenti da altri elementi magari messi in lega al metallo all’anodo, un esempio è il Cromo che allarga la zona di passivazione in tutte le direzioni, oppure il molibdeno che alza il limite di transpassività.

Paragone termodinamica e cinetica

Possiamo vedere che questo comportamento trova riscontro anche nella termodinamica.
Infatti la cinetica della corrosione non può esserci senza una termodinamica favorevole.

Avendo quindi il nuovo grafico possiamo vedere che:

Se la reazione catodica attraversa solo la zona di attività allora la corrente di corrosione sarà quella solita
se la reazione catodica attraversa solo la zona di passività allora la corrente di corrosione sarà o nulla o molto bassa
Se la reazione Catodica invece attraversa lo stato di transpassività allora avremo fenomeni di corrosione localizzata perchè la tensione riuscirà a “sfondare” il film passivante in alcuni punti
Se invece la Reazione catodica attraversa sia la zona di passività, sia la zona di attività, allora alla rottura del film avremo la corrosione sul danneggiamento con velocità di Icorr.

CInetica della corrosione di un metallo passivato con un processo catodico che attraversa sia un punto nella zona di passività sia un punto nella zona di attività

Da questi grafici e poi possibile pensare a dei controlli di corrosione cinetici che vedremo nell’articolo di protezione dei metalli dalla corrosione. Appunto la cinetica è importante perché per l’ingegneria un elemento che non si corrode e uno che si corrode di 0,0001 micron all’anno non hanno grandi differenze,

E Per quanto riguarda la cinetica della corrosione è tutto.
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La corrosione, un processo inarrestabile

Pubblicato il Maggio 15, 2024 da Giovanni

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La corrosione è un processo naturale e inarrestabile che consuma i metalli e ne diminuisce le caratteristiche tecniche. Questo articolo (che per me sarà un ripasso generale hehe) parlerà della chimica di questo processo e di come provare a limitarlo.

Introduzione alla corrosione

Ognuno di noi ha visto almeno una volta un pezzo di acciaio arrugginito e si è domandato: “ma che è successo e perché questo acciaio è arruginito e quest’altro no?”.
Innanzitutto, cos’è la corrosione?
detta in poche parole è un processo chimico che comporta in consumo di un metallo, e viene definito anche come anti-metallurgia.
I processi corrosivi come vedremo sono “termodinamicamente favoriti” per la maggior parte dei metalli.
Infatti pochissimi metalli si trovano in natura allo stato metallico mentre la maggior parte di loro si trova sottoforma di ossidi (vedi per esempio il ferro) o sottoforma di sali (vedi per esempio il litio).

Questo è dovuto appunto alla termodinamica, in particolare alla legge del “gli elementi vogliono avere il livello di energia più basso possibile”
Per poter comprendere al meglio i processi di corrosione facciamo un bel ripassino di elettrochimica.

Il processo come scritto nel titolo è inarrestabile, ma controllabile. Infatti è possibile ridurre i danni innanzitutto progettando in maniera cosciente e soprattutto prescrivendo un monitoraggio e una manutenzione adeguata

L’elettrochimica della corrosione

Quando parliamo di corrosione la chimica fa riferimento alla cella elettrolitica, ovvero sostanzialmente alle batterie.

Ma partiamo dal concetto di energia libera di reazione, ovvero un parametro che ci dice se la reazione è spontanea (quindi l’energia dei prodotto è inferiore all’energia dei reagenti) o se ha bisogno di energia per essere sviluppata.

energia libera di gibbs per la cella di corrosione — energia libera di Gibbs

detto ciò vogliamo portare questa energia da un concetto teorico ad un concetto pratico. Ricordiamo quindi che la variazione di energia è un lavoro, come quello del lavoro elettrico. Infatti esiste una relazione tra la variazione di energia libera di Gibbs e il lavoro elettrico.
Inoltre abbiamo visto appunto l’applicazione per una generica reazione chimica, ma in corrosione si parla principalmente di forme ridotte e forme ossidate di un metallo.
Piccolo reminder per tutti i chimici all’ascolto, forma ossidata non vuol dire che ci sia un ossigeno attaccato, ma semplicemente che l’elemento ha “perso elettroni”, al contrario forma ridotta vuol dire che l’elemento ha “guadagnato elettroni”

energia libera vs lavoro elettrico corrosione — Energia libera vs Lavoro Elettrico

Con queste conoscenze acquisite ora possiamo calcolare il potenziale teorico di una cella elettrochimica

La cella elettrochimica

Vediamo che nella cella avvengono 2 reazioni su 2 metalli differenti.
L’anodo è il metallo che si consuma (il metallo si discioglie come ione perché perde elettroni) mentre il catodo è la “sede della reazione catodica”, ovvero una reazione che consuma gli elettroni prodotti dall’anodo. Nella teoria abbiamo la “deposizione” dello ione metallico sul catodo. Questo processo può avvenire e viene usato appunto per galvanizzare dei pezzi (per esempio i pezzi cromati sono fatti in questo modo). Nel campo della corrosione invece i processi catodici molto raramente sono di deposizione del metallo, ma visto l’ambiente ricco di acqua saranno i processi di riduzione dell’ossigeno e di formazione idrogeno dalla soluzione.

Principali reazioni catodiche di corrosione — Principali reazioni catodiche

Lo schema del processo corrosivo

Elementi fondamentali della corrosione — Cerchio dei 4 elementi della corrosione

Il processo di corrosione inoltre ha altri 2 componenti, ovvero i 2 conduttori. Questi sono quelli che permettono il passaggio di elettroni dall’anodo al catodo.
Se non ci fosse questo spostamento di elettroni da un metallo ad un altro non ci sarebbe corrosione perché appunto il metallo dell’anodo non perderebbe elettroni e quindi non perderebbe ioni metallici nella soluzione.

La corrosione, i fattori che la guidano

Fino ad adesso abbiamo visto la chimica dietro la corrosione, ma appunto è un processo complesso e guidato da innumerevoli fattori tra cui i principali sono i metalli e l’ambiente.
Abbiamo visto fino ad adesso la chimica tra 2 metalli, ma se avete fatto caso nell’equazione di Gibbs è segnata l’attività, e l’attività dell’ossigeno è la sua pressione parziale sul pezzo. Questo implica purtroppo che non solo c’è corrosione tra un anodo di un metallo e un catodo di un altro, ma zone dello stesso materiale a seconda dell’esposizione si possono comportare come anodo o come catodo rispetto ad un altra.

Per oggi è tutto, questa sarà una nuova serie e qui troverete le altre parti. Mentre per le novità cliccate qui!!
Alla Prossima.