In quasi tutte le situazioni, corrosione dei metalli può essere gestito, rallentato o addirittura fermato utilizzando le tecniche appropriate. La prevenzione della corrosione può assumere diverse forme a seconda delle circostanze del metallo essere corroso. Le tecniche di prevenzione della corrosione possono essere generalmente classificate in 6 gruppi:
Modifica ambientale
La corrosione è causata dalle interazioni chimiche tra il metallo e i gas nell'ambiente circostante. Rimuovendo il metallo o modificando il tipo di ambiente, il deterioramento del metallo può essere immediatamente ridotto.
Ciò può essere semplice come limitare il contatto con la pioggia o l'acqua di mare immagazzinando materiali metallici all'interno o potrebbe essere sotto forma di manipolazione diretta dell'ambiente che influenza il metallo.
I metodi per ridurre il contenuto di zolfo, cloruro o ossigeno nell'ambiente circostante possono limitare la velocità di corrosione del metallo. Ad esempio, l'acqua di alimentazione per caldaie ad acqua può essere trattata con addolcitori o altri mezzi chimici regolare la durezza, l'alcalinità o il contenuto di ossigeno per ridurre la corrosione all'interno del unità.
Selezione del metallo e condizioni della superficie
Nessun metallo è immune alla corrosione in tutti gli ambienti, ma attraverso il monitoraggio e la comprensione delle condizioni ambientali che sono la causa della corrosione, le modifiche al tipo di metallo utilizzato possono anche portare a riduzioni significative in corrosione.
I dati sulla resistenza alla corrosione del metallo possono essere utilizzati insieme alle informazioni sulle condizioni ambientali per prendere decisioni riguardanti l'idoneità di ciascun metallo.
Lo sviluppo di nuove leghe, progettate per proteggere dalla corrosione in ambienti specifici, è costantemente in produzione. Le leghe di nichel Hastelloy, gli acciai Nirosta e le leghe di titanio Timetal sono tutti esempi di leghe progettate per la prevenzione della corrosione.
Anche il monitoraggio delle condizioni della superficie è fondamentale per la protezione dal deterioramento del metallo dalla corrosione. Crepe, fessure o superfici asperose, che siano il risultato di requisiti operativi, usura o difetti di fabbricazione, possono provocare maggiori tassi di corrosione.
Monitoraggio adeguato ed eliminazione di condizioni superficiali inutilmente vulnerabili, oltre ad adottare misure per garantire che i sistemi siano progettati per evitare Anche le combinazioni di metalli reattivi e il mancato utilizzo di agenti corrosivi nella pulizia o nella manutenzione delle parti metalliche fanno parte di un'efficace riduzione della corrosione programma.
Protezione catodica
La corrosione galvanica si verifica quando due metalli diversi sono situati insieme in un elettrolita corrosivo.
Questo è un problema comune per i metalli immersi insieme nell'acqua di mare, ma può anche verificarsi quando due metalli dissimili sono immersi in stretta vicinanza in terreni umidi. Per questi motivi, la corrosione galvanica spesso attacca gli scafi delle navi, le piattaforme offshore e gli oleodotti e il gas.
La protezione catodica funziona convertendo indesiderate anodica siti (attivi) sulla superficie di un metallo a siti catodici (passivi) attraverso l'applicazione di una corrente opposta. Questa corrente opposta fornisce elettroni liberi e forza la polarizzazione degli anodi locali al potenziale dei catodi locali.
La protezione catodica può assumere due forme. Il primo è l'introduzione di anodi galvanici. Questo metodo, noto come sistema sacrificale, utilizza anodi metallici, introdotti nell'ambiente elettrolitico, per sacrificarsi (corrodersi) al fine di proteggere il catodo.
Mentre il metallo che necessita di protezione può variare, gli anodi sacrificali sono generalmente fatti di zinco, alluminio o magnesio, metalli che hanno il potenziale elettrico più negativo. La serie galvanica fornisce un confronto del diverso potenziale elettrico - o nobiltà - di metalli e leghe.
In un sistema sacrificale, gli ioni metallici si spostano dall'anodo al catodo, il che porta l'anodo a corrodersi più rapidamente di quanto farebbe altrimenti. Di conseguenza, l'anodo deve essere sostituito regolarmente.
Il secondo metodo di protezione catodica è indicato come protezione dalla corrente impressa. Questo metodo, che viene spesso utilizzato per proteggere le condutture interrate e gli scafi delle navi, richiede una fonte alternativa di corrente elettrica continua da fornire all'elettrolita.
Il terminale negativo della sorgente di corrente è collegato al metallo, mentre il terminale positivo è collegato a un anodo ausiliario, che viene aggiunto per completare il circuito elettrico. A differenza di un sistema di anodo galvanico (sacrificale), in un sistema di protezione da corrente impressa, l'anodo ausiliario non viene sacrificato.
Inibitori
Gli inibitori di corrosione sono sostanze chimiche che reagiscono con la superficie del metallo o con i gas ambientali provocando corrosione, interrompendo così la reazione chimica che causa corrosione.
Gli inibitori possono agire assorbendosi sulla superficie del metallo e formando una pellicola protettiva. Questi prodotti chimici possono essere applicati come soluzione o come rivestimento protettivo tramite tecniche di dispersione.
Il processo di rallentamento della corrosione da parte dell'inibitore dipende da:
- Modifica del comportamento di polarizzazione anodica o catodica
- Diminuendo la diffusione degli ioni sulla superficie del metallo
- Aumentare la resistenza elettrica della superficie del metallo
Le principali industrie di utilizzo finale degli inibitori di corrosione sono la raffinazione del petrolio, l'esplorazione di petrolio e gas, la produzione chimica e gli impianti di trattamento delle acque. Il vantaggio degli inibitori di corrosione è che possono essere applicati in situ ai metalli come azione correttiva per contrastare la corrosione inaspettata.
Rivestimenti
Vernici e altri rivestimenti organici vengono utilizzati per proteggere i metalli dall'effetto degradativo dei gas ambientali. I rivestimenti sono raggruppati in base al tipo di polimero impiegato. I rivestimenti organici comuni includono:
- Rivestimenti alchidici e epossidici che, essiccati all'aria, favoriscono l'ossidazione dei legami incrociati
- Rivestimenti in uretano bicomponente
- Rivestimenti polimerizzabili con radiazioni sia in polimero acrilico che epossidico
- Rivestimenti in lattice combinati di polimeri vinilici, acrilici o stirenici
- Rivestimenti idrosolubili
- Rivestimenti ad alto solido
- Rivestimenti in polvere
Placcatura
Rivestimenti metallici, o placcature, possono essere applicati per inibire la corrosione e fornire finiture estetiche e decorative. Esistono quattro tipi comuni di rivestimenti metallici:
- Galvanotecnica: Un sottile strato di metallo - spesso nichel, lattina, o cromo - si deposita sul supporto metallico (generalmente acciaio) in un bagno elettrolitico. L'elettrolita è solitamente costituito da una soluzione acquosa contenente sali del metallo da depositare.
- Placcatura meccanica: La polvere metallica può essere saldata a freddo su un substrato metallico facendo rotolare la parte, insieme alla polvere e alle perle di vetro, in una soluzione acquosa trattata. La placcatura meccanica viene spesso utilizzata per applicare zinco o cadmio a piccole parti metalliche
- Electroless: Un metallo di rivestimento, come cobalto o nichel, viene depositato sul metallo del substrato usando una reazione chimica in questo metodo di placcatura non elettrica.
- Immersione calda: Quando viene immerso in un bagno fuso del metallo di rivestimento protettivo, uno strato sottile aderisce al metallo del substrato.