Quando la corrosione può portare anche a rottura

La parola “corrosione” significa “progressiva alterazione o distruzione della superficie di un corpo“, ma cos’è realmente? come si manifesta? Quali controlli si fanno dopo una rottura causata (anche) dalla corrosione?

La corrosione è una reazione chimica che comporta la disintegrazione di una cella elettrochimica, quando un metallo si corrode, reagisce con l’ambiente circostante e la superficie del metallo si ricopre di un nuovo strato di ioni. Questo strato sarà diverso da quello iniziale e questa differenza può essere utilizzata per determinare la causa della corrosione.

Per corrosione si intende quindi qualsiasi processo naturale o artificiale che altera le proprietà dei metalli e delle leghe causando ruggine, vaiolatura o scolorimento estesi.
La corrosione si verifica quando l’ossigeno o un altro agente reagisce chimicamente con la superficie di un metallo formando una pellicola di ossido sulla sua superficie.

A volte può capitare che la corrosione sia responsabile della rottura di parti importanti di una struttura o di un componente meccanico, per risalire in maniera scientifica a come si è arrivati al cedimento è però necessario fare delle analisi metallografiche più precise.

Analisi di una rottura per corrosione

L’analisi dei guasti da corrosione prevede diverse fasi:

• Prima raccolta di informazioni sulle condizioni ambientali del luogo del guasto.
• Si seleziona un campione appropriato per fare le analisi strumentali.
• Si esegue un primo esame visivo e microscopico.
• Vengono fatti eventuali test non distruttivi.
• Esame macroscopico delle superfici di frattura e delle cricche secondarie
• Eventuali esami con scansione e diffrazione a raggi X.
• Si esegue un esame metallografico su un provino preparato appositamente.

Quest’ultimo esame serve per verificare che la struttura del materiale metallico usato per costruire il componente sia a norma, cioè che il materiale sia quello specificato dalle direttive. Se così non fosse, la rottura non sarebbe imputabile a corrosione o altri problemi, ma dalla natura stessa del materiale non idoneo. In tal caso la prova di laboratorio può assumere valore probatorio in cause legali. Talune volte è proprio un’assicurazione che copre il danno a commissionare l’analisi.

La metallografia viene eseguita a microscopio su un provino trattato chimicamente e meccanicamente, e l’esame viene seguito da un operatore professionista esperto che ne valuta la struttura metallica.

Tutte queste prove devono essere ovviamente eseguite in un regolare laboratorio specializzato in analisi dei materiali metallici, possibilmente accreditato e certificato, in grado quindi di rilasciare a sua volta un documento di conformità (o non conformità) del materiale.

Come si innesca la corrosione?

Esistonodiversi tipi di corrosione, e differiscono tra loro a seconda della loro natura, cioè da cosa dipendono. I principali meccanismi di innesco della corrosione sono i seguenti:

• corrosione elettrochimica: succede quando il metallo viene “aggredito” da alcune sostanze chimiche oppure anche con la sola presenza di acqua o umidità.
  Gli esempi di agenti chimici più comuni sono l’acido solforico e l’acido nitrico.
• Corrosione galvanica: questo tipo di corrosione è più comune negli acciai a bassa lega e nelle leghe di rame. È nota anche come attacco elettrochimico o corrosione galvanica. Si verifica quando due metalli con caratteristiche di composizione diverse entrano in contatto tra loro, di solito attraverso un terzo materiale (ad esempio, un elettrolita). La differenza di potenziale tra i due metalli provoca l’elettrodeposizione ai loro contatti e porta a un attacco localizzato sulla superficie di uno di essi. In questo caso, la corrosione galvanica può essere prevenuta applicando uno strato protettivo su una delle superfici di contatto (separazione galvanica).
• corrosione meccanico-chimica: è causata dalla compartecipazione di cause elettrochimiche e di sollecitazioni meccaniche. Questo tipo di corrosione si verifica in presenza di sollecitazioni meccaniche applicate a un materiale metallico immerso in un elettrolita a una certa temperatura.

Il processo di corrosione, inoltre, può essere generalizzato quando interessa tutti i punti della superficie di un materiale o localizzato quando interessa solo punti specifici della superficie. Queste forme possono essere ulteriormente differenziate in corrosione uniforme o disuniforme.

I danni causati dalla corrosione

Per chi produce componenti in materiali metallici la corrosione è un grande nemico, sia dal punto di vista strutturale che estetico.

Infatti la corrosione oltre che rovinare l’estetica del materiale – pensiamo ad esempio ad una bicicletta o ad un tagliaerba arrugginito – potrebbe anche causarne il deterioramento meccanico.
Per restare all’esempio di una bici, il tubo reggisella, sottoposto a continuo stress meccanico, se arrugginito e magari con un lievissimo difetto, potrebbe anche rompersi all’improvviso, causando anche un possibile incidente.
Stessa cosa può accadere con un trinciaerba, un bullone arrugginito potrebbe comprometterne la buona fuonzionalità o l’ordinaria manutenzione.

Sottovalutare gli effetti della corrosione può quindi essere un problema importante, perché potrebbero nascere futuri malfunzionamenti di componenti strutturali o meccanici, pensiamo ad esempio alla mancata mantenzione di ponti e cavalcavia a cosa possono portare.

L’analisi dei guasti da corrosione è un approccio metodico per determinare la causa di un guasto da corrosione, serve a valutare come e perché un materiale si è guastato a causa della corrosione.

L’analisi dei guasti da corrosione può essere eseguita su una struttura o un componente nuovo, non ancora esposto all’ambiente, oppure su una struttura o un componente esistente che ha subito un guasto da corrosione.