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Corrosione negli impianti

Guida di Alexhwoc | Per questo articolo ci sono 15 commenti | Permalink

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 2.1: Tipi di corrosione acquosa

• pile galvaniche
  
• pile di concentrazione di ioni metallici
  
• pile di concentrazione di Ossigeno

La pila galvanica è quella più intuitiva ed è quella che ha un ruolo importante negli impianti di raffreddamento a liquido quando si accoppiano metalli diversi.

Fig. 3 Descrizione schematica di una pila galvanica

In questo caso (fig. 3) si ipotizza che il Metallo 0 si corrode, e che quindi ha comportamento anodico, mentre sul Metallo 1 avvengono le razioni di riduzione, e quindi se in ambiente acido (pH compreso tra 1 e 4), si riduce l'idrogeno a idrogeno gassoso, se invece l'ambiente è neutro o basico (pH maggiore o uguale a 7) è l'Ossigeno a ridursi (se l'acqua areata).
Possono manifestarsi anche "pseudo" pile galvaniche nel momento in cui il metallo, ad esempio, si trovi in punti differenti a temperature sufficientemente diverse, come nel caso del Rame che posto in condizioni particolari può formare pile quando la differenza di temperatura tra due suoi punti è superiore hai 60°C. Oppure, altro caso, in cui il metallo ha subito forti distorsioni o deformazioni in un punto, ad esempio per lavorazioni meccaniche come piegature o saldature, ed allora tra questo e il resto del pezzo è possibile che nasca un piccola pila.
Queste pile però hanno tensioni di pochi milliVolt ( da 1 a 10mV) e sono quindi molto spesso trascurabili, rispetto a quelle galvaniche o quelle ad Ossigeno che invece superano facilmente il Volt di tensione, raggiungendo anche valori superiori a 1,5 Volt. Nel campo della corrosione 200/300mV sono già rilevanti.

Differenze di velocità nel moto del liquido di raffreddamento possono far si che uno ione o una molecola come l' Ossigeno si concentrino in maniera differente in vari punti a seconda delle velocità, la differenza di concentrazione può portare alla formazione di pile di concentrazione.
Nella pila a concentrazione si ha un unico metallo o lega ma la soluzione ha concentrazioni differenti dello ione metallico a seconda della zona considerata, visto che il potenziale è influenzato dalla concentrazione degli ioni disciolti, avremo che tra l' elemento metallico e l' altro si crea una differenza di potenziale.

Questo caso si manifesta più raramente negli impianti e solo in condizioni particolari e se è avvenuta o è in corso nel sistema una corrosione di primo tipo che ha prodotto composti del metallo solubili.
In genere però questa corrosione è molto più lenta e contenuta della prima in quanto la tensione V che si crea tra i due pezzi è molto più bassa e si arresta quando le concentrazioni sono più o meno identiche, molto spesso il fenomeno è del tutto trascurabile.

La pila a concentrazione di Ossigeno funziona in maniera molto simile a quella a concentrazione di ioni e si manifesta in condizioni particolari.
In questo caso saranno i punti più ricchi di Ossigeno a trasformarsi in aree catodiche dove l' Ossigeno tenderà a ridursi e i punti di ristagno (fessure, depositi,ecc), dove l' acqua è poco ossigenata, a diventare aree anodiche dove il metallo si corroderà. In queste aree anodiche si possono avere alterazioni sostanziali delle caratteristiche dell' acqua rispetto al resto dell' impianto, infatti in questi punti è possibile raggiungere pH molto acidi e concentrazioni di cloruri decine di volte superiore a quella del resto della soluzione acquosa (di solito questo fenomeno è catalizzato e innescato molto spesso dalla presenza in acqua di cloruri). Il metallo procederà verso la corrosione se l' ossido formato nella zona attaccata non riuscirà a proteggere la superficie, e se l' area catodica risulterà sempre rifornita di Ossigeno.

Fig. 5 Sezione di tubi giuntati come esempio di pila ad Ossigeno

In Figura 5 è possibile osservare un esempio schematico di una pila ad Ossigeno: con il colore rosso sono indicate le potenziali zone anodiche (Za), più povere di Ossigeno, dove ha luogo la corrosione, mentre in verde sono indicate le zone catodiche (Zc), più ricche di Ossigeno, dove avviene la riduzione dello stesso (la direzione del flusso d' acqua è da sinistra verso destra). Possiamo associare questa immagine ad esempio a una giunta metallica non ottimale, le zone vicino a Za soffrono di uno scarso riflusso d' acqua e si trovano ad essere più povere di Ossigeno e in condizioni ambientali più aggressive di quelle in Zc che sono continuamente a contatto con acqua più ossigenata.