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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 2.2: Qualità dell'acqua (catalizzatori della corrosione)

Come accennato prima la "corrosività" dell'acqua rispetto a un metallo è fortemente influenzata dalle specie ioniche in essa disciolte, dalla concentrazione, dal pH, dalla temperatura, dalla presenza o meno di batteri e dalla presenza di materiali insolubili dispersi in acqua (es: sabbie o altro) che spinti dalla pompa possono, per urto o sfregamento, danneggiare o rimuovere le patine o i trattamenti protettivi presenti sulla superficie dei metalli. Il metallo può o meno riformare la patina, ma il processo potrebbe essere iterativo (loop) innescando una corrosione-erosione; oppure gli insolubili potrebbero trovare un punto di deposito creando zone di ristagno in cui si verrebbe a creare una pila a concentrazione di Ossigeno. Il miglior modo per evitare questa catena di problemi è garantire la pulizia del circuito di raffreddamento.

Il primo elemento da considerare influente nel processo di corrosione è sicuramente l'Ossigeno (vedi tab.2 alla pagina precedente) che essendo un gas mostra una solubilità inversamente proporzionale alla temperatura e alla concentrazione dei sali disciolti in acqua (più è alta la presenza di sali, tipo NaCl, più la sua solubilità si abbassa).

In genere, in un sistema di raffreddamento a liquido aperto si può approssimare la concentrazione di Ossigeno intorno a 6/8 mg/litro; se la temperatura è minore la concentrazione media è più alta. Per capire l'importanza prendiamo ad esempio il Rame: in ambiente acido non ossidante (Es: il Viakal o l'acido muriatico) mostra ottima resistenza alla corrosione, ma se all'interno dell'acqua è presente anche Ossigeno esso viene facilmente attaccato entrando in soluzione sotto forma del sale dell' acido presente o sottoforma di ossido. La ovvia conseguenza è che se non possiamo totalmente evitare l'Ossigeno è buona norma quindi evitare di creare ambienti acidi all' interno del nostro circuito.

Il Cloro e i suoi sali sono altri elementi che spesso sono presenti nei sistemi di raffreddamento a liquido perché usati per controllare e limitare la presenza di alghe e batteri, ne è un esempio l'Amuchina. Questo elemento risulta però deleterio per i film protettivi dei metalli che vengono più facilmente attaccati, in primis l'Alluminio, ma anche Nickel e Rame possono soffrire in questo ambiente. Il Cloro sottoforma di ione (Cl- o ClO-) svolge un ruolo di catalizzatore nella solubilizzazione dell'ossido protettivo. Esso infatti penetra nella pellicola d'ossido ed interagisce con esso rendendolo più reattivo (è infatti catalizzatore degli attacchi localizzati).

Fig. 6 Esempio disastroso di corrosione (Foto in cortesia da Banscy)

Un esempio un po' estremizzato di ciò che il Cloro può provocare è visibile in fig. 6: in questo caso l'Alluminio dei raccordi ha un area piccola rispetto a quella Rame che essendo più nobile funziona da catodo, mentre l'Alluminio diventa l'anodo. Il sistema è a ricircolo aperto garantendo quindi all'acqua un buon contenuto di Ossigeno, ed inoltre la presenza di Amuchina, quindi Cloro e cloruri soprattutto NaCl, catalizza la corrosione aumentando la conducibilità e indebolendo l'anodizzazione dell' Alluminio. Il risultato finale è che il Rame spinge e velocizza la corrosione dell'Alluminio che è il metallo meno nobile presente nel sistema. Il PC a cui appartiene questo WB lavorava 24 ore su 24 e usava una cisterna di acqua molto grossa, facile intuire che possibili fenomeni inibitori di polarizzazione erano alquanto ostacolati ed anzi erano favorite tutte le condizioni favorevoli per l'avanzamento sostenuto della corrosione.

Un altro ione da evitare è quello ammonico NH4+ e sopratutto il suo idrossido, cioè l'ammoniaca NH4OH, questo perché l' ammoniaca e i suoi sali sono elementi che catalizzano la dissoluzione dei alcuni metalli formando ioni complessi con Rame, Nickel, Argento, mentre per l'Alluminio è già di per se l'ambiente basico ad essere deleterio (pH sopra gli 8,7 sono già molto aggressivi per questo metallo). I composti complessi che si formano risultano a loro volta catalizzatori della corrosione. Gli ottoni che sono leghe a base di Rame sono anche loro soggette all'attacco, anche se principalmente tendono a subire una perdita superficiale dello Zinco presente in lega.

I cianuri CN- e suoi composti sono elementi che mostrano comportamento analogo all'ammoniaca, cioè formano complessi con Rame e Argento, e quindi sono anch'essi da evitare. Mentre i solfati SO42- e i nitrati NO3- aumentano i fenomeni di attacco localizzato anche perché incentivano la crescita di flora batterica aggressiva come i batteri solfato riduttori produttori di solfuri nocivi per l'impianto.