Morfologia, Meccanismi e Analisi dei Danneggiamenti Corrosivi in Campo Civile e Industriale (Corso a Distanza)

MMSATA05

Docenti

Prof.Ing. Massimo De Sanctis

Descrizione Introduttiva

Con il termine corrosione si indica il complesso dei fenomeni chimico-fisici che comportano il degrado dei materiali ad opera dell'ambiente a cui sono esposti. In accordo con questa definizione, il termine corrosione può essere applicato a tutti i materiali, compreso i materiali non metallici, anche se normalmente è usato in congiunzione con i materiali metallici. La corrosione è in pratica un lento attacco chimico promosso dall'affinità chimica tra il metallo o lega ed alcuni componenti dell'ambiente (O2, acidi, ecc.). Si parla in tal senso di antimetallurgia, poiché il metallo torna alle forme termodinamicamente più stabili, dalle quali era stato sottratto mediante somministrazione di lavoro elettrico o chimico (estrazione, raffinazione).

I danneggiamenti corrosivi sono onnipresenti e si verificano in tutti i settori industriali e civili, dall’industria chimica e petrolchimica, farmaceutica, O&G, agli impianti nucleari, ai ponti autostradali, ai rinforzi metallici del cemento armato. I danni diretti e indiretti riconducibili a fenomeni di corrosione sono enormi. Per i Paesi industrializzati, si valutano ogni anno perdite economiche dell’ordine del 4% del P.I.L. nazionale. Tuttavia, dalla comprensione delle cause specifiche e dei meccanismi di corrosione è possibile limitare la cinetica del degrado di una parte della struttura ad un livello accettabile.

Nel Corso di ‘Morfologia, Meccanismi e Analisi dei Danneggiamenti Corrosivi in Campo Civile e Industriale’ si forniscono le necessarie basi teoriche della corrosione ad umido e si spiegano i diversi meccanismi e morfologie dell’attacco ai materiali metallici, presentando una serie di esempi reali di danneggiamenti su impianti/strutture. Elemento caratterizzante il Corso è il suo contenuto pratico, promosso dall’insegnamento del tipo di analisi e verifiche da condurre per la comprensione del caso di corrosione e dalla discussione sulle alternative possibili per mitigare/annullare i danneggiamenti. L’obiettivo è quello di trasferire una ‘sensibilità tecnica’ di tipo corrosionistico, che permetta ai partecipanti di riconoscere e valutare la pericolosità dei danneggiamenti in corso nelle diverse applicazioni e di individuare le migliori soluzioni da un punto di vista tecnico-economico.

Obiettivi

Il Corso si occupa di presentare e discutere quali siano i principali meccanismi e morfologie degli attacchi corrosivi ‘ad umido’ che più frequentemente si verificano su componenti/strutture in materiale metallico in campo Civile e soprattutto Industriale.

Vengono fornite le necessarie basi teoriche del processo corrosivo di tipo elettrochimico, approfondendo di seguito la conoscenza delle varie morfologie di corrosione: uniforme, localizzata (Pitting, Interstiziale, Galvanica, Corrosione sotto sforzo, Corrosione-Fatica, Infragilimento ad Idrogeno), selettiva (intergranulare inox, dezincificazione ottoni, grafitizzazione ghise, esfoliazione leghe alluminio), Corrosione Microbiologica (MIC). Per ciascun tipo di attacco verranno presentati e discussi casi reali di danneggiamenti su componenti/circuiti/strutture.

Parte integrante del Corso è una rapida rassegna e classificazione delle principali classi di materiali metallici strutturali (acciai al carbonio, inossidabili, leghe alluminio, leghe rame, leghe titanio, superleghe), in modo che i partecipanti abbiano le idee chiare sulle diverse caratteristiche e proprietà.

Nel Corso si spiega inoltre come valutare la pericolosità dei fluidi di processo in ragione delle loro caratteristiche chimico-fisiche (pH, presenza di alogeni depassivanti, temperatura, potenziale Redox ecc.) e delle condizioni di contatto con le superfici metalliche.

L’obiettivo principale è quello di fornire non solo una conoscenza di base dei fenomeni corrosivi, ma soprattutto di formare una ‘sensibilità’ tecnica di tipo corrosionistico che permetta di valutare la pericolosità dei danneggiamenti in corso e di delineare le migliori soluzioni da un punto di vista tecnico-economico.

Al fine di incrementare per quanto possibile il contenuto ‘pratico’ del Corso si promuoverà al termine delle lezioni l’analisi e la discussione critica di casi reali di corrosione di specifico interesse degli Allievi.

Contenuti

1. Aspetti multidisciplinari dello studio dei fenomeni corrosivi. Danni diretti e indiretti causati dalla corrosione. Corrosione ad umido e corrosione a secco.
2. Classificazione materiali metallici per impieghi strutturali: Acciai al carbonio e ghise. Acciai inossidabili: ferritici, martensitici, austenitici, duplex, PH.
3. Alluminio e sue leghe: proprietà, classificazione e trattamento termico di invecchiamento per precipitazione. Rame e sue leghe: proprietà e classificazione. Titanio e sue leghe: proprietà e classificazione. Superleghe base nickel e base cobalto: proprietà e applicazioni.
4. Meccanismo elettrochimico della corrosione ad umido. Aspetti termodinamici e cinetici della corrosione. Curve di EVANS E-log/i/. Potenziale di corrosione libera e velocità di corrosione.
5. Meccanismo di corrosione per areazione differenziale. Teoria dei potenziali misti e sovrapponibilità delle curve di polarizzazione.
6. Passività dei metalli e delle leghe: passività chimica (patine nobili) ed elettrochimica. Curva di polarizzazione anodica di un metallo a comportamento attivo-passivo. Fattori influenzanti la passività: temperatura, pH, ioni depassivanti.
7. Morfologia della corrosione: Corrosione uniforme, localizzata, selettiva. Corrosione per pitting e corrosione interstiziale. Indice PREN degli acciai inossidabili. Corrosione per contatto galvanico. Meccanismo e variabili influenzanti. Metodi per prevenire/ridurre gli effetti di accoppiamento. Casi reali di corrosione per pitting, interstiziale e galvanica.
8. Tensocorrosione (SCC): accoppiamenti metallo-ambiente conducibili a SCC. Fase di innesco e propagazione. Morfologia del danneggiamento da SCC. Casi reali di tensocorrosione nell'industria chimica, petrolchimica e in campo Civile.
9. Corrosione selettiva (intergranulare): sensibilizzazione degli acciai inox austenitici in ZTA saldature e raccomandazioni pratiche. Casi reali di corrosione intergranulare.
10. Corrosione microbiologica (MIC). Effetto corrosivo per sviluppo di biofilm di funghi, batteri, alghe, muffe e macro/micro organismi. Batteri areobici e anareobici. Batteri solfato riduttori (SRB, meccanismo e caratteristiche dei danneggiamenti. Solfobatteri e ciclo dello zolfo. Trattamenti con biocidi ossidanti e non ossidanti. Esempi reali di corrosione microbiologica.
11. Corrosione per turbolenza e cavitazione. Fattori controllanti e resistenza dei materiali. Casi reali di danneggiamento.
12. Corrosione in ambienti naturali: corrosione atmosferica e scolorimento (Tea Staining) acciai inossidabili in applicazioni pratiche.
13. Cenni sulla protezione con strati ricoprenti metallici: zincatura, nichelatura, cromatura.
14. Cenni sulla protezione catodica con anodi sacrificali e per correnti impresse. 

Destinatari

Tecnici e progettisti di qualunque settore civile e industriale.

Prerequisiti

Diploma di Scuola Media Superiore.

Materiale didattico

Presentazioni in PowerPoint mostrate nel Corso e dispense in file PDF sugli argomenti trattati.