Perché i tubi in acciaio inossidabile possono sviluppare ruggine rossa

Perché i tubi in acciaio inossidabile possono sviluppare ruggine rossa

L'insorgenza di ruggine rossa sui tubi in acciaio inossidabile è un problema comune, ma è importante capire che si tratta tipicamente di contaminazione superficiale o corrosione localizzata, non di un guasto dell'intero materiale sfuso. L'acciaio inossidabile è "inossidabile" grazie al suo strato passivo protettivo, non perché è immune alla ruggine.

Ecco i motivi principali:

1. Contaminazione superficiale (la causa più comune)

Questo viene spesso chiamato "ferro libero" contaminazione.

• Meccanismo: Durante la fabbricazione, il taglio, la manipolazione o l'installazione, minuscole particelle di acciaio al carbonio provenienti da utensili, spazzole metalliche o operazioni di molatura nelle vicinanze possono essere incorporate o spalmate sulla superficie del tubo in acciaio inossidabile.

• Perché arrugginisce: Queste particelle di acciaio al carbonio non hanno lo strato protettivo di ossido di cromo. Quando esposte all'umidità e all'ossigeno, arrugginiscono rapidamente, formando la caratteristica ruggine rossa (Fe₂O₃). Questa ruggine è solo sulla superficie e può spesso essere rimossa, ma può macchiare l'acciaio inossidabile sottostante.

2. Danneggiamento dello strato passivo

La resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile deriva da un sottile, invisibile e aderente strato di ossido di cromo (Cr₂O₃) che si forma sulla sua superficie.

• Meccanismo: Danni meccanici (ad esempio, graffi profondi, abrasioni), calore di saldatura (creando "tinta termica") o danni chimici possono compromettere questo strato.

• Perché arrugginisce: Se l'area danneggiata non può ri-passivarsi (cioè, riformare il suo strato di ossido) essendo esposta all'ossigeno, il ferro sottostante è vulnerabile e può iniziare a corrodersi. La saldatura, in particolare, può creare una zona in cui il cromo si è combinato con il carbonio, impoverendolo dalla matrice e rendendo l'area meno "inossidabile" (sensibilizzazione).

3. Esposizione a sostanze chimiche aggressive (cloruri)

• Meccanismo: Gli ioni cloruro, presenti nel sale (acqua di mare, sale stradale), in alcuni detergenti e persino nell'acqua del rubinetto, sono estremamente aggressivi. Possono localmente rompere lo strato passivo di ossido di cromo.

• Perché arrugginisce: Questo porta a una grave forma di corrosione localizzata chiamata Corrosione per vaiolatura. Si forma una piccola fossa e, all'interno di questa fossa, l'ambiente diventa molto acido, impedendo la riformazione dello strato passivo. La corrosione continua e la ruggine rossa si forma spesso attorno all'apertura della fossa.

4. Corrosione galvanica

• Meccanismo: Quando l'acciaio inossidabile è collegato direttamente a un metallo meno "nobile" (come acciaio al carbonio, rame o alluminio) in presenza di un elettrolita (come l'acqua), viene creata una cella galvanica.

• Perché arrugginisce: Se l'acciaio inossidabile è il catodo e l'altro metallo è l'anodo, l'anodo si corroderà in modo sacrificale. Tuttavia, se la situazione è invertita, o se la connessione provoca la rottura dello strato passivo, può portare alla corrosione dell'acciaio inossidabile. Fondamentalmente, la ruggine dei raccordi in acciaio al carbonio che si corrodono può dilavare e macchiare il tubo in acciaio inossidabile, facendolo sembrare che l'acciaio inossidabile si stia arrugginendo.

5. Selezione impropria del grado per l'ambiente

• Meccanismo: Esistono molti gradi di acciaio inossidabile. I gradi comuni come 304 offrono una buona resistenza alla corrosione in ambienti miti. Tuttavia, in ambienti con alti cloruri o acidità, non sono sufficienti.

• Perché arrugginisce: L'utilizzo di un acciaio inossidabile di grado inferiore (come il 304) in un ambiente aggressivo (ad esempio, un'area costiera, un impianto chimico) porterà alla rottura del suo strato passivo e alla successiva arrugginimento. In questi casi, è necessario un grado più resistente come 316 (che contiene molibdeno).

Tabella riassuntiva

Come prevenirlo:

• Prevenire la contaminazione: Utilizzare utensili e abrasivi dedicati e puliti per l'acciaio inossidabile.

• Passivazione: Dopo la fabbricazione, trattare i tubi con un acido (come l'acido nitrico) per rimuovere il ferro libero e migliorare lo strato di ossido di cromo.

• Decapaggio e passivazione: Per le aree di saldatura, utilizzare una pasta decapante per rimuovere la tinta termica e ripristinare lo strato passivo.

• Selezione corretta del materiale: Scegliere il grado di acciaio inossidabile appropriato (ad esempio, 316 per ambienti marini).

• Prevenire il contatto galvanico: Utilizzare guarnizioni o raccordi isolanti quando si collegano a metalli diversi.