Resistenza alla corrosione per pitting (vaiolatura) degli acciai inossidabili duplex
Cos’è la corrosione per pitting
La corrosione per pitting è un fenomeno di corrosione localizzata che si verifica a partire da un punto di innesco superficiale (in presenza spesso di un difetto strutturale o di finitura) e che si propaga poi velocemente andando a scavare all’interno del materiale delle cavità che si sviluppano in modo irregolare in profondità e che possono portare alla foratura del materiale.
La formazione del pitting è favorita da ambienti con presenza di cloruri (come l’ambiente marino) e da un’elevata temperatura.
Caratteristiche degli acciai inossidabili duplex
Gli acciai inossidabili austenitico ferritici (duplex) sono acciai con struttura bifasica, caratterizzata da un certo rapporto di ferrite/austenite, tendenzialmente mantenuto intorno al 50%/50%.
Si caratterizzano per elevate caratteristiche meccaniche e resistenza alla corrosione. Quest’ultima è data in particolare dalla formazione di uno strato passivo superficiale di ossidi di Cromo.
Grazie a queste loro caratteristiche sono largamente impiegati in ambito chimico e petrolchimico, anche in ambienti contenenti cloruri, come l’ambiente marino.
La
resistenza alla corrosione per pitting di questi acciai può variare in funzione di:
- Composizione chimica;
- Morfologia della struttura;
- Presenza di inclusioni, fasi intermetalliche e precipitati;
- Trattamenti termici/saldature che possono dar luogo a precipitazioni di fasi (precipitano in particolare tra 550 e 1050°C se non si verifica un raffreddamento veloce) o a modifiche strutturali (sbilanciamento nel rapporto ferrite/austenite o ingrossamento del grano);
- Finitura superficiale;
- Progettazione dei particolari (zone con concentrazione di sforzi, interstizi, spigoli vivi possono favorire i processi corrosivi).
Metodi di prova di resistenza alla corrosione per pitting
- ASTM G48 metodo A;
- ASTM A923 metodo C;
- UNI EN ISO 17781.
Tutti e tre i metodi prevedono di immergere il provino in una soluzione acida di Ferro Cloruro, a una determinata temperatura (definita in funzione della composizione del materiale, tipicamente dai 22 ai 25°C per acciai duplex, dai 40 ai 50°C per i superduplex) e per un determinato periodo di tempo (generalmente 24 ore).
Il risultato del test è un tenore di corrosione espresso in g/m2 per ASTM G48 e UNI EN ISO 17781, in mdd (perdita di peso in mg/superficie in dm2 x tempo in giorni) per ASTM A923.
Viene inoltre valutata l’intera superficie del provino a 20 ingrandimenti per individuare l’eventuale presenza di pitting.
Il Laboratorio fornisce un giudizio di conformità sulla base dei criteri di accettabilità definiti dalla norma di prova o da specifiche del Cliente.
Come migliorare la resistenza alla corrosione per pitting degli acciai duplex:
- In base all’impiego, all’ambiente in cui sarà messo in opera il materiale e alle sostanze con cui entrerà in contatto si possono prendere degli accorgimenti per migliorare la resistenza alla corrosione per pitting:
- scelta del materiale più adatto in funzione dell’ambiente e della temperatura di impiego, valutando la composizione chimica;
- ottimizzazione della progettazione dei particolari (evitando ad esempio in esercizio zone di ristagno del liquido potenzialmente corrosivo);
- particolare attenzione in fase di lavorazione e di finitura superficiale;
- affinamento e omogeneizzazione della struttura attraverso trattamenti di solubilizzazione;
- accorgimenti in fase di trattamenti termici e/o saldature, evitando che il materiale rimanga per tempi lunghi a temperature comprese tra 550 e 1050°C per ridurre la possibilità di formazione di precipitati e fasi intermetalliche;
- esecuzione di una passivazione dopo lavorazioni/asportazioni di materiale per ricreare un adeguato strato superficiale di ossidi di cromo;
- evitare utilizzo in condizioni di corrosione sotto sforzo, in ambienti contenenti idrogeno solforato e cloruri, in quanto questi acciai sono suscettibili a infragilimento da idrogeno.