Cumu u clima affetta a currusione di i metalli
A currusione di i metalli hè u prucessu di degradazione di i materiali per via di reazzioni chimiche o elettrochimiche cù u so ambiente. In a vita di tutti i ghjorni, a currusione hè spessu vista cum'è "ruggine" nantu à u ferru, ma a currusione pò in realtà accade in parechji tippi di metalli, cumpresi l'acciaiu, l'aluminiu, u rame è u zincu. Unu di i fattori più impurtanti chì determinanu a velocità di a currusione hè u clima. E differenze in umidità, temperatura, precipitazioni, salinità di l'aria è livelli d'inquinamentu in una regione creanu cundizioni chì ponu accelerà o rallentà e reazzioni di currusione. Capisce cumu u clima affetta a currusione hè impurtante per l'industrie cum'è a custruzzione, i trasporti, l'energia è ancu l'elettrodomestici, chì permettenu a selezzione di materiali, disinni è prutezzione adatti.
A currusione cum'è prucessu elettrochimicu
Essenzialmente, a currusione si verifica in gran parte per via di meccanismi elettrochimichi. I metalli agiscenu sia cum'è anodi sia cum'è catodi nantu à e stesse superfici o superfici diverse. À l'anodu, u metallu s'ossida (liberendu elettroni) è si trasforma in ioni metallichi. L'elettroni liberati si movenu versu u catodu è sò aduprati in una reazione di riduzione (di solitu chì implica ossigenu è acqua dissolti). A presenza di un elettrolitu - di solitu un stratu finu d'acqua nantu à a superficia metallica - hè chjave perchè permette u trasferimentu di ioni. Hè quì chì u clima ghjoca un rolu maiò: determina quantu spessu a superficia metallica si bagna, quantu tempu dura sta umidità è quantu hè cunduttivu quellu stratu per via di u cuntenutu di sale o inquinanti.
Umidità di l'aria: u fattore principale in a furmazione di filmi d'acqua
L'umidità relativa (RH) hè unu di l'indicatori climatichi i più impurtanti in u cuntestu di a currusione. Quandu l'umidità hè alta, u vapore acqueo si condensa più facilmente nantu à e superfici metalliche, furmendu una fina pellicola d'acqua. À un certu livellu d'umidità - spessu chjamatu "umidità critica" - a superficia metallica diventa abbastanza bagnata per sustene e reazioni elettrochimiche. In ambienti tropicali umidi, per esempiu, e superfici metalliche ponu sperimentà cicli ripetuti di bagnatura è asciugatura ogni ghjornu per via di a rugiada di a mattina è di l'evaporazione di u dopumeziornu, chì in realtà accelera a currusione. Quessi cicli umidi-asciutti ponu aumentà a cuncentrazione di ioni in a pellicola d'acqua (per via di l'evaporazione) è rinfurzà e cellule di currusione lucalizzate.
À u cuntrariu, in i climi secchi, a bassa umidità si traduce in una furmazione di film d'acqua menu frequente è tempi di umidità più brevi. Di cunsiguenza, i tassi di corrosione sò generalmente più lenti. Tuttavia, e cundizioni secche ùn significanu micca senza corrosione; in presenza di contaminanti igroscopici cum'è u sale, u film pò assorbe acqua da l'aria ancu à bassa umidità, creendu sempre elettroliti.
Temperatura: accelera e reazioni ma influenza l'umidità
A temperatura affetta a currusione in dui modi principali. Prima, e temperature più alte generalmente acceleranu i tassi di reazzioni chimiche è elettrochimiche. Parechje reazzioni di currusione seguitanu u mudellu chì l'aumentu di a temperatura aumenta a cinetica di reazione, risultendu in una ossidazione di i metalli più rapida. Siconda, a temperatura affetta l'umidità relativa è u cumpurtamentu di evaporazione di l'acqua. In un ghjornu caldu, e superfici metalliche ponu asciugà rapidamente, ma di notte a temperatura cala è a cundensazione aumenta. E grande differenze di temperatura ghjurnaliere ponu causà una cundensazione ripetuta, cusì chì ancu s'è una zona appare "secca" durante u ghjornu, a currusione si verifica sempre per via di a rugiada notturna.
In e zone innevate o ghiacciate, a currusione pò ancu aumentà quandu e temperature si avvicinanu à u puntu di congelazione è si verifica una bagnatura prolungata per via di u scioglimentu di u ghjacciu. Inoltre, l'usu di sali antighiaccio nantu à e strade hè un fattore scatenante di currusione assai aggressivu per i veiculi è e strutture in acciaio.
Precipitazioni è stagione di e piogge
A pioggia affetta a currusione in un modu cumplessu. L'acqua di pioggia pò agisce cum'è catalizatore bagnendu e superfici è furnendu elettroliti. Tuttavia, in certi casi, a pioggia pò ancu "pulisce" e superfici metalliche da polvere, sale o inquinanti, riducendu cusì a currusione. L'effettu dipende da l'intensità è da a frequenza. A pioggia ligera frequente pò lascià e superfici bagnate per periodi estesi senza "sciacquare" sufficientemente i contaminanti, aumentendu a currusione. A pioggia forte occasionale pò esse più efficace per rimuovere i depositi.
Ciò chì importa di più ùn hè micca solu a quantità di pioggia, ma quantu tempu e superfici restanu bagnate dopu a pioggia. E zone ombreggiate, a scarsa ventilazione, o e superfici metalliche cù crepe è giunti ponu ritene l'acqua più longu, aumentendu u tempu di umidità è accelerendu a corrosione di e fessure.
Ambienti custieri: a salinità cum'è acceleratore di currusione
E zone custere sò cunnisciute per esse l'ambienti i più currusivi per parechji metalli, in particulare l'acciaiu à u carbone. E cause principali sò u cuntenutu di sale (ioni cloruru) in l'aria è in i spruzzi d'acqua di mare. U cloruru aumenta a cunduttività di u filmu d'acqua, accelerendu e reazzioni elettrochimiche. Inoltre, u cloruru pò dannà u filmu passivu di certi metalli, cum'è l'acciaiu inox è l'aluminiu, pruvucendu a currusione per pitting, chì hè periculosa perchè si verifica lucalmente ma pò penetrà u spessore di u materiale.
Più vicinu à a costa, più grande hè a deposizione di sale. I venti forti ponu purtà aerosoli salini in zone più luntane da a costa, dunque ancu l'edificii à parechji chilometri da u mare sò sempre in periculu se a direzzione di u ventu prevalente hè in l'internu.
Inquinamentu atmosfericu: piogge acide è currusione atmosferica
U clima ùn hè micca solu; e caratteristiche di l'atmosfera di una regione sò ancu impurtanti, in particulare l'inquinamentu industriale è di u trafficu. I gasi cum'è u diossidu di zolfu (SO₂), l'ossidi d'azotu (NOₓ) è e particelle fini ponu dissolve si in u filmu d'acqua nantu à e superfici metalliche è furmà suluzioni acide. Questu hè spessu citatu cum'è una di e cause di a pioggia acida. E cundizioni acide acceleranu a dissoluzione di i metalli è danneghjanu i strati protettivi.
In e zone urbane cù un altu inquinamentu, a currusione atmosferica pò accade più rapidamente chè in e zone rurale, ancu cù a listessa umidità. E particelle inquinanti ponu ancu aderisce à e superfici, assorbe l'acqua è creà un microambiente currusivu. A currusione nantu à u rame, per esempiu, pò mustrà una patina chì si forma più rapidamente in un'atmosfera chì cuntene zolfu.
Ventu, orientazione è microclima
U ventu influenza a currusione regulendu l'asciugatura è a distribuzione di i contaminanti. Da una parte, u ventu pò accelerà l'asciugatura di a superficia dopu à a pioggia, riducendu cusì u periodu di umidità. Da l'altra parte, u ventu in e zone custere trasporta in realtà u sale è aumenta a deposizione di cloruri. In i grandi edifici o strutture, l'orientazione relativa à u ventu è u sole crea un microclima: u latu chì hè più spessu ombreggiatu tende à esse più umitu è currusivu, mentre chì u latu chì hè più spessu espostu à u sole si asciuga rapidamente.
I microclimi esistenu ancu in zone chjuse, cum'è a parte inferiore di i ponti, e sale macchine, o i giunti metallichi stretti. Queste cundizioni sò spessu più indicative chè i dati climatichi regiunali perchè a corrosione si verifica à u livellu superficiale di u materiale.
Impattu di u clima nantu à certi tipi di corrosione
I diversi meccanismi di corrosione sò affettati da u clima in modu diversu:
1. Corrosione uniforme: cumuna in l'acciaiu in ambienti umidi, aumenta cù alta umidità è inquinamentu.
2. Corrosione per pitting: spessu scatenata da u cloruru, dominante in e zone custiere o in e zone cù sali di disgelo.
3. Corrosione per fessure: aumenta in e zone chì ritenenu l'acqua, in particulare in strutture cù parechje articulazioni, guarnizioni o piastre sovrapposte.
4. Currusione galvanica: si verifica quandu dui metalli dissimili entranu in cuntattu in presenza di un elettrolitu; l'umidità è a salinità aumentanu u risicu.
5. Fratturazione da corrosione sottu stress (SCC): in certe leghe, una cumbinazione di stress è ambiente specificu (per esempiu, cloruri in acciaio inox) pò causà fratturazione, è u clima custale ghjoca un rolu maiò.
Strategie di prevenzione adatte à u clima
Siccomu u clima hè un fattore determinante, e strategie di mitigazione di a corrosione devenu esse adattate à l'ambiente:
– Selezzione di u materiale: aduprate u gradu adattatu d'acciaiu inox per l'usu custieru, o una lega d'aluminiu chì hè più resistente à a currusione in certe cundizioni.
– Rivestimentu: a pittura protettiva, a galvanizazione (rivestimentu di zincu) o u rivestimentu epossidicu ponu rallentà u cuntattu di u metallu cù l'acqua è l'ossigenu.
– Bon cuncepimentu: evitate e fessure chì ritenenu l'acqua, furnite u drenaggiu è assicurate a ventilazione per una rapida asciugatura.
– Mantenimentu regulare: l'ispezione, a pulizia di i depositi di sale è a riparazione di u rivestimentu sò essenziali in e zone umide è custere.
– Prutezzione catodica: cumuna in e pipeline, e strutture sutterranee è e strutture marine per cuntrullà e reazzioni elettrochimiche.
Cunclusioni
U clima influenza a currusione di i metalli per via di una cumbinazione di umidità, temperatura, precipitazioni, salinità di l'aria è inquinamentu atmosfericu. L'alta umidità è i periodi umidi prolungati furniscenu elettroliti per e reazioni di currusione, a temperatura accelera a cinetica è prumove a cundensazione, a pioggia pò sia bagnare sia lavà via i contaminanti, è u sale è l'inquinanti rendenu l'ambiente più aggressivu. Siccomu ogni regione hà caratteristiche climatiche è microclimatiche uniche, i sforzi di prevenzione di a currusione devenu esse adattati à u cuntestu, da a selezzione di i materiali è a cuncepzione strutturale à i rivestimenti è a manutenzione. Cù una bona comprensione, l'impattu di a currusione pò esse mitigatu, risultendu in una vita di vita prolongata di u metallu, costi di manutenzione ridotti è una sicurezza strutturale migliorata.
