I metalli si utilizzano per fabbricare numerose strutture, veicoli e oggetti come automobili, edifici, imbarcazioni, ecc. Siccome causa il deterioramento del metallo, la corrosione non è gradita nelle moderne applicazioni. Eppure si tratta di un processo naturale che dipende da numerosi fattori. In questo articolo spieghiamo cos’è la corrosione e come si forma, oltre a esaminarne i diversi tipi.
La corrosione di un metallo è il deterioramento graduale del materiale causato da reazione chimica e/o elettrochimica con l’ambiente. È un processo naturale che trasforma il metallo in una forma chimica stabile. Il ferro ritorna all’ossido di ferro (=minerale di ferro) e il rame reagisce con molecole contenenti zolfo per tornare alla forma di solfuro.
Come si sviluppa la corrosione
In natura la maggior parte dei metalli si sviluppa nella forma stabile dei composti. Per raggiungere una forma stabile con meno energia, un atomo di metallo perde uno o più elettroni dalla propria struttura. Questi elettroni si combinano con altri elementi come ossigeno, zolfo o cloro nell’ambiente. Durante questo processo elettrochimico il metallo si ossida. Prima della comparsa del flusso di elettroni deve verificarsi una differenza di potenziale tra due punti.
La corrosività di un metallo dipende:
- Dalla sua tendenza a perdere elettroni
- Dalle condizioni esterne che favoriscono il flusso di elettroni (temperatura, pressione, attrito, ecc.)
Categorizzazione della corrosione
La corrosione compare a diversi livelli. Si può osservare un lieve sbiadimento o una totale disintegrazione del metallo.
La corrosione può essere categorizzata come segue:
- Formazione di macchie: forma di corrosione lieve che si verifica in ambienti asciutti e produce un lieve colorazione o annerimento. La formazione di macchie si limiterà alla superficie ed è improbabile che influisca sulla resistenza strutturale del materiale.
- Corrosione: attacco più esteso alla superficie del metallo che modifica le proprietà metallurgiche.
- Formazione di ruggine: corrosione di materiali ferrosi (come ferro e acciaio), che hanno particolare tendenza alla corrosione.
Diversi tipi di corrosione
1. Diversa aerazione
Questo tipo di corrosione presenta aree a bassa concentrazione di ossigeno (regione anodica) e aree ad alta concentrazione di ossigeno (regione catodica). Nella aree anodiche il metallo inizia a corrodersi. Un esempio di diversa aerazione è la goccia d’acqua su una superficie metallica. L’area al centro della goccia ha una minore concentrazione di ossigeno rispetto al bordo, che consente il flusso di elettroni. Sul bordo della goccia gli elettroni reagiranno con acqua e ossigeno per formare la ruggine, creando un anello marrone. Un altro esempio è dato dalle modalità di scorrimento di una macchina utensile in cui l’olio pulito si trova su un’area con fluido per la lavorazione dei metalli a base di acqua. L’area sotto il film di olio pulito sarà carente di ossigeno rispetto al materiale acquoso. È possibile che la corrosione faccia la sua comparsa sotto l’olio in quanto si tratta di un’area anodica.
2. Attacco uniforme
Quando la superficie metallica è coperta da uno strato di acqua, l’area anodica e catodica cambiano continuamente, causando un livello uniforme di corrosione.
3. Effetto degli elettroliti
L’acqua pura corrode la maggior parte dei metalli molto lentamente in quanto non contiene altre molecole a parte H2O. La ionizzazione di acqua pura è un processo molto lento. Aggiungendo sali, acidi o composti alcalini all’acqua, aumentano la concentrazione ionica e la conduttività elettrica del fluido, con conseguente accelerazione del processo di corrosione. Per questo l’acqua di mare accelera la corrosione rispetto all’acqua dolce.
4. Vaiolatura
La vaiolatura è l’attacco localizzato sulla superficie di un metallo che genera dei forellini. Si verifica quando l’area di corrosione si mantiene piccola e in solo punto. Un esempio è la vaiolatura dell’acciaio inossidabile causato dai cloruri. La superficie dell’acciaio inox è uno strato di ossido che protegge l’acciaio. Un graffio minimo sulla superficie può essere fonte di potenziale gradiente tra strato di ossido (catodico) e graffio (anodico) con conseguente vaiolatura.
Scoprite come prevenire la corrosione nell’articolo Metodi di prevenzione della corrosione
