Analisi delle principali cause della corrosione dei metalli

La corrosione dei metalli è un fenomeno di degradazione dei materiali comune e complesso, strettamente correlato alle caratteristiche del metallo stesso, nonché all'ambiente esterno e al processo di lavorazione. Di seguito è riportata un'analisi sistematica delle cause della corrosione dei metalli da tre punti di vista.

1. Fattori interni della corrosione dei metalli

Da una prospettiva termodinamica, i metalli stessi si trovano in uno stato energetico superiore rispetto ai loro prodotti di corrosione, che è uno stato instabile e quindi tende a trasformarsi naturalmente in prodotti di corrosione a bassa energia (come ossidi, idrossidi, ecc.). Pertanto, la corrosione dei metalli è un fenomeno naturale spontaneo e irreversibile. Nelle applicazioni industriali, la maggior parte dei metalli è costituita da leghe multicomponente. A causa della loro complessa struttura metallografica e della presenza di disomogeneità fisica, chimica ed elettrochimica tra i diversi componenti, nonché di possibili impurità, sollecitazioni irregolari e deformazioni meccaniche nel materiale, questi difetti strutturali interni tendono a formare microcelle a contatto con agenti esterni come umidità e nebbia salina, che possono indurre corrosione chimica o elettrochimica.

2. Fattori esterni della corrosione dei metalli

 Umidità relativa 

Maggiore è l'umidità dell'aria, più facile è la formazione di una pellicola d'acqua sulla superficie del metallo, che fornisce un mezzo per la permeabilità dell'ossigeno e le reazioni elettrochimiche. Quando l'umidità relativa supera un certo valore critico (ad esempio circa il 70% per l'acciaio), la velocità di corrosione aumenta drasticamente.

 Temperatura 

In un ambiente secco, anche se la temperatura è elevata, è meno probabile che si formi ruggine. Ma quando l'umidità supera il valore critico, l'effetto accelerante della temperatura sulla corrosione è molto significativo. In generale, per ogni aumento di temperatura di 10 ℃, la velocità di corrosione del metallo aumenta di circa il doppio, motivo per cui le apparecchiature nelle zone tropicali umide o nelle stagioni delle piogge sono più soggette alla ruggine.

 ossigeno 

L'ossigeno è un elemento essenziale nel processo di corrosione dei metalli. Il tipico processo di reazione comprende:

Fe + H? O → Fe(OH)?

Fe(OH)? + H?O + O? → Fe(OH)?

Fe + H? O + O? → Fe(OH)?

Si può osservare che senza l'azione combinata di acqua e ossigeno, la ruggine non si formerà. La frazione volumetrica di ossigeno nell'aria è di circa il 20% e la sua permeabilità è estremamente elevata.

 Altri inquinanti atmosferici

Se l'aria contiene inquinanti come nebbia salina, anidride solforosa, acido solfidrico, polvere, ecc., la velocità di corrosione accelererà significativamente. Pertanto, ci sono differenze significative nell'ambiente corrosivo tra le diverse regioni: ad esempio, la corrosività delle aree urbane è generalmente superiore a quella delle aree rurali, le aree industriali sono più elevate rispetto alle aree residenziali, le aree costiere sono più elevate rispetto alle aree interne e le aree con un'elevata concentrazione di polvere sono più elevate rispetto agli ambienti puliti.

3. Inneschi di corrosione durante la lavorazione

Durante la produzione e l'uso dei metalli, alcune operazioni di processo possono anche diventare fonti di corrosione.

Per esempio:

1. La superficie della materia prima presenta ruggine che non è stata accuratamente pulita;

2. Fluido da taglio residuo e olio lubrificante durante la lavorazione meccanica;

3. Neutralizzazione o risciacquo insufficienti dopo il trattamento di lavaggio acido;

4. Durante il processo di trattamento termico si verifica l'ossidazione o il distacco dello strato di carbonio;

5. Rimozione incompleta del sale residuo dopo la pulizia;

6. Durante l'assemblaggio o la movimentazione, gli operatori possono accumulare sudore sulla superficie metallica;

7. Processo di ricottura da stress o fragilità da idrogeno non corretto;

8. Mancata tempestiva prevenzione della ruggine tra i processi o misure di sigillatura inadeguate.

Tutti i fattori sopra menzionati possono diventare i "punti scatenanti" della corrosione, provocando la corrosione del metallo prima ancora di essere utilizzato.

conclusione

La corrosione dei metalli è il risultato di molteplici fattori interni ed esterni che interagiscono tra loro. Per prolungare efficacemente la durata dei componenti metallici, è necessario gestire in modo completo il processo, dalla selezione dei materiali al controllo di processo, dalle misure di protezione all'ambiente di utilizzo. Solo prevenendo la corrosione alla fonte possiamo ottenere una reale prevenzione scientifica della ruggine, una riduzione dei costi e un miglioramento dell'efficienza.