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Corrosione negli impianti

L'abbinamento nei nostri circuiti di raffreddamento a liquido di materiali diversi può avere ripercussioni come la corrosione. Ecco tutto quello che dobbiamo sapere.

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Cap 1.0: Chimica ed elettrochimica

L' acqua è un ambiente potenzialmente corrosivo per molti metalli e leghe, questa sua tendenza dipende da molti fattori (sali e gas disciolti, pH, temperatura, accoppiamenti metallici, ecc) quello che è da capire è quanto questa corrosione possa essere veloce o meno e quali sono i fattori che la catalizzano o la inibiscono (se il nostro componente mostra un deterioramento evidente dopo 20 anni è lecito dire che il suo lavoro l' ha svolto, ma se si rovina dopo soli 2 mesi di utilizzo allora è giusto pensare che c' è qualcosa che non va). Per capire bene la cosa occorre partire da concetti basilari da cui poi verrà descritto il fenomeno, per questo scopo bisogna introdurre alcuni cenni base di chimica e sopratutto elettrochimica.

1.1 - Solubilità in acqua
Per i sali e i liquidi la solubilità in acqua è grosso modo legata quasi esclusivamente alla temperatura mentre, per i gas, svolge un ruolo importante anche la pressione. Nel primo caso la solubilità aumenta con la temperatura mentre nel secondo la solubilità aumenta col diminuire della temperatura e con l' aumentare della pressione.
Un caso particolare a cui è necessario far attenzione è poiché nocivo per il nostro impianto a liquido è il calcare. In questo caso infatti la solubilità dipende dalla concentrazione e dalla solubilità dell' anidride carbonica che come si sa è un gas.
Il calcare solido è essenzialmente carbonato di calcio (CaCO3) che risulta poco solubile in acqua, invece è solubile se sottoforma di bicarbonato (cioè il carbonato si combina con l' anidride carbonica presente in acqua).


Questo è quello che avviene nelle acque naturali che contengono sempre una percentuale di biossido di carbonio (CO2) proveniente dall' atmosfera. Queste acque, se particolarmente dure, cioè ricche di calcare disciolto, se vengono riscaldate liberano l' anidride carbonica e fanno precipitare il carbonato che va a depositarsi sul fondo o sulle superfici.
L' acqua del rubinetto è soggetta a una pressione più alta e a una temperatura più bassa di quella ambiente e questo permette di rendere più solubile l' anidride carbonica e quindi il calcare. Quando l' acqua viene a contatto con l' atmosfera cioè quando esce dal rubinetto ha pressione minore, la solubilità diminuisce e la soluzione si trova in condizioni più vicine alla saturazione o addirittura lo si supera causando un immediata precipitazione di una parte del calcare. La sua solubilità, inoltre, dipende anche dal pH della soluzione: più questo è alto (cioè ambiente basico) meno il calcare è solubile.

In un circuito di raffreddamento a liquido le temperature sono sicuramente più alte (rispetto a quelle ambiente), specialmente sul Waterblock, le pressioni basse e l' acqua spesso è a contatto diretto con l' ambiente e prontamente rimescolata dalla pompa (quindi l' evaporazione dell' acqua, la concentrazione della soluzione e il rilascio di anidride è più facilitato): tutto questo fa si che, se il calcare nell' acqua è presente in maniera significativa, possa depositarsi all' interno del circuito specialmente all' interno del Waterblock, dove la solubilità è più bassa a causa delle temperature più alte, con le conseguenze di un peggioramento dello scambio termico tra WB e acqua e una riduzione della portata se il calcare si deposita sui raccordi o nelle canaline riducendo la sezione.
Quest' ultimo caso può portare la pompa a lavorare sotto stress e quindi causarne la prematura rottura, mentre per pompe potenti e prevalenze alte può portare a perdite o allo sfilamento dei tubi dai raccordi per sovra pressione se questi non sono adeguatamente fissati. Da ricordare, inoltre, che anche la pompa stessa può essere soggetta a incrostazioni da parte del calcare e che la presenza di altre sostanze in soluzione o in sospensione possono più o meno favorirne il deposito anche tramite la formazione di sali composti o, più facilmente, prestandosi come germi di crescita del sale carbonato.
Il calcare potrebbe anche essere visto come un benefico per quanto riguarda la corrosione perché depositandosi crea un velo o uno strato protettivo che protegge il metallo da eventuali corrosioni come l' ossido di rame che protegge il rame sottostante, ma in realtà questo non è del tutto vero perché il deposito non è mai uniforme come potrebbe esserlo un ossido metallico e quindi può facilmente creare interstizi e fessure nelle quali si creano potenziali ambienti aggressivi per il metallo su cui si è depositato.