La corrosione negli impianti industriali

di Armando Morales

La corrosione è un fenomeno spontaneo, e definisce l’interazione chimica o elettrochimica tra un materiale e l’ambiente circostante: la corrosione negli impianti industriali è un fenomeno da considerare con attenzione.

Il fenomeno aggredisce in maniera significativa i metalli provocando in essi un decadimento delle caratteristiche meccaniche nominali che compromettono la funzionalità. Per questa ragione, in fase progettuale occorre prestare attenzione alla compatibilità dei materiali scelti rispetto alle caratteristiche del fluido da pompare; verificando il campo d’impiego dei materiali in funzione del pH del fluido nonché gli altri fattori che influenzano il fenomeno corrosivo.

Fattori che influenzano la corrosione

In seguito vi presentiamo i diversi fattori che influenzano la corrosione di un metallo.

Possiamo affermare che la condizione operativa più gravosa è quella nella quale si presentano contemporaneamente più fattori, il che determinerebbe una accelerazione del fenomeno corrosivo; e quindi una contrazione della vita utile stimata della componentistica d’impianto, con un conseguente impatto sui costi di manutenzione per il mantenimento dell’impianto in esercizio.

Esaminando nel dettaglio i principali fattori influenzanti abbiamo:

1. pH
   Di norma l’attacco corrosivo risulta più gravoso in un ambiente acido con il valore di pH posizionato nel intervallo (0 < pH < 6); dove nell’intervallo (0 < pH < 4) la corrosione acida accelera in maniera esponenziale. Come è noto, il pH rappresenta il fattore che più fortemente influenza la velocità di corrosione (Vcorr).
   Da sottolineare che per ambienti a pH alcalini la velocità di corrosione (Vcorr) viene fortemente rallentata per la formazione di un film protettivo di ossido, meno severo risulta in un ambiente basico corrispondente all’intervallo (8 < pH < 14).
   Da quanto espresso precedentemente si evince che per valori di pH diversi da 7 si verifica un attacco corrosivo più o meno grave.
   Di seguito vi presentiamo degli intervalli pratici relativi ai campi d’impiego di alcuni materiali in funzione del pH del fluido:

   Materiale	pH del fluido
   Acciaio inossidabile	0 < pH < 14
   Bronzo – Alluminio	3 < pH < 10
   Ghisa bianca HC	6 < pH < 13
   Rivestimento epossidico con anodi di zinco	4 < pH < 13
   Ghisa e acciaio	6 < pH < 14
   Leghe in alluminio	4 < pH < 8

    

2. Contenuto di Sali
   L’attacco corrosivo viene accelerato in proporzione al contenuto di sali disciolti, la capacità di penetrazione dello ione cloruro attraverso lo strato superficiale di ossido determina l’intensità dell’azione corrosiva sul metallo.

3. Concentrazione di ossigeno disciolto
   L’ossigeno è un reagente catodico; la sua solubilità dipende dalla temperatura e dalla concentrazione di sali.

4. Temperatura
   L’intensità dell’attacco corrosivo aumenta con la temperatura, cosi come il suo livello diffusivo.
   La corrosione si può presente o manifestare sotto diverse forme, fondamentalmente vengono individuate due forme principale, la corrosione generalizzata e la corrosione locale, a seconda se il fenomeno si presenta in maniera diffusa su tutte le superfici o meno.

 

La corrosione negli impianti industriali: i materiali plastici

Finora abbiamo esaminato i materiali metallici, ma anche i polimeri e i materiali plastici sono soggetti all’attacco dei fluidi corrosivi. Le modalità di questi attacchi sono riportati in figura 2

L’attacco fisico è caratterizzato dal rigonfiamento locale del materiale plastico o del polimero, mentre l’attacco termico produce la decomposizione della struttura molecolare del polimero, e infine l’attacco chimico provoca l’idrolisi e la decomposizione della struttura molecolare.

Come si può facilmente intuire, questi attacchi provocano un deterioramento sostanziale delle caratteristiche meccaniche del materiale plastico, e quindi un decadimento delle caratteristiche richieste per una determinata applicazione industriale.

Focalizzandoci sulla macchina operatrice, ovvero la pompa, i suoi diversi elementi costruttivi devono poter contrastare in maniera efficace il fenomeno corrosivo per assicurare la massima disponibilità e affidabilità del sistema.

Questo presuppone che in sede progettuale la scelta tecnica sia orientata alla ricerca di soluzioni ingegneristiche specifiche come l’impiego di materiali altamente resistenti alla corrosione, nonché predisponendo eventualmente un sistema di monitoraggio tramite dei sensori, utili per stabilire gli interventi di manutenzione su condizione.

Inoltre è possibile prevedere gli effetti della corrosione realizzando dei test normalizzati.Esistono alcuni specifici settori industriali nei quali il pompaggio di fluidi corrosivi o particolarmente aggressivi ha una particolare rilevanza, quindi i componenti d’impianto a contatto con il fluido devono essere opportunamente protetti contro la corrosione. Questi settori sono:

•  Trattamento delle acque reflue,
•  Industria chimica per la produzione di solfuri, nonché altre sostanze
aggressive come l’acido cloridrico,
• Impianti per il trattamento delle acque residuali industriali,
• Impianti di pompaggio idrico,
• Impianti per il pompaggio dell’acqua marina o acque salmastre in generale
• Industria metallurgica e galvanica

Modalità di prevenzione e protezione dalla corrosione

In generale possiamo affermare che contro la corrosione negli impianti industriali si identificano fondamentalmente tre modalità di protezione o di prevenzione, che devono essere scelte e applicate considerando i vari fattori tecnico – economici:

 

Le pompe in plastica X–Class di Stubbe sono particolarmente adatte per la movimentazione di liquidi molto aggressivi, tossici e con un elevato contenuto di solidi.