CORROSIONE GALVANICA, COS’È E COME MONITORARLA CON GLI ENDOSCOPI

La “vita” di un impianto industriale dipende anche da come vengono predisposti i metalli che caratterizzano la sua struttura. Infatti, l’accoppiamento di materiali diversi può generare fenomeni di corrosione. In che modo? È il caso della cosiddetta corrosione galvanica.

Nelle prossime righe andremo ad osservare nel dettaglio come si sviluppa, quali tipi di metalli coinvolge e come prevenirla. Ci soffermeremo anche sull’importanza degli endoscopi industriali per localizzare i primi segni di deterioramento, prima che il fenomeno possa compromettere l’intero impianto.

Che cos’è la corrosione galvanica?

Partiamo proprio dal nome di questo fenomeno. “Galvanica” deriva da Luigi Galvani, studioso che nel XVIII secolo osservò i primi fenomeni di elettricità. Nei suoi esperimenti si rese conto che mettendo una rana a contatto con determinati metalli, questa si contraeva. 

Lui parlò di “elettricità animale” non capendo appieno il fenomeno, il quale venne poi chiarito successivamente da Alessandro Volta: due metalli diversi a contatto tra loro in presenza di un conduttore trasferiscono dell’energia elettrica. Semplificando il discorso, la rana attraverso i suoi tessuti umidi permetteva il passaggio della corrente da un materiale all’altro.

Il fenomeno appena descritto è alla base della corrosione galvanica, la quale potremmo definire come un accoppiamento tra due metalli con caratteristiche elettrochimiche differenti. Quando questi sono a contatto e si trovano in un ambiente conduttivo, si origina una cosiddetta cella galvanica.

Al suo interno i due metalli assumono ruoli diversi. Quello meno nobile diventa l’anodo e tende a corrodersi. Il metallo più nobile si comporta invece da catodo e rimane maggiormente protetto. 

L’accoppiamento galvanico è un processo elettrochimico

Nella pratica, la corrosione galvanica risulta un processo elettrochimico, in quanto genera reazioni chimiche e determina il trasferimento di cariche elettriche. Il procedimento è molto simile a quella di una comune pila. Tuttavia, la corrente generata non alimenta alcun sistema, ma accelera la corrosione del metallo meno nobile.

L’accoppiamento galvanico è una corrosione a umido. Infatti, affinché il fenomeno si sviluppi, i metalli devono essere a contatto tra loro e devono essere esposti ad un liquido o inseriti in un ambiente umido, in grado di favorire il passaggio della corrente. Anche piccole quantità di condensa possono essere sufficienti, soprattutto se restano intrappolate in fessure, interstizi, giunzioni o punti poco ventilati.

Maggiore è la differenza di potenziale elettrochimico tra i materiali, più elevato può essere il rischio di corrosione galvanica. Proprio per questo motivo, nella progettazione di strutture e apparecchiature metalliche è importante valutare non solo la resistenza del singolo materiale, ma anche la compatibilità tra i metalli presenti nello stesso sistema. 

Come riconoscere la corrosione galvanica?

La corrosione galvanica tende a manifestarsi soprattutto nelle zone di contatto tra i metalli. Può comparire vicino a:

• giunzioni;
• viti;
• bulloni; 
• saldature; 
• rivetti; 
• raccordi; 
• superfici sovrapposte;
• fessure e interstizi in cui si accumula umidità.

Esteticamente la corrosione galvanica si presenta come un degrado localizzato del metallo meno nobile: può mostrare segni evidenti di ossidazioni, alterazioni superficiali ed un indebolimento della zona colpita dal fenomeno.

Anche se a prima vista, il metallo può sembrare ancora in buono stato, la concentrazione della corrosione in punti critici come bulloni e giunture può compromettere la tenuta dell’impianto.

Quali sono gli accoppiamenti galvanici più pericolosi?

Nei paragrafi precedenti abbiamo sottolineato come più il potenziale elettrochimico dei metalli risulta differente e più sarà alto il rischio di corrosione galvanica. Quindi, quali sono i metalli che non dovrebbe mai entrare in contatto tra loro in un ambiente umido?

Corrosione galvanica dell’alluminio

L’alluminio è un materiale molto diffuso in ambito tecnico e industriale, ma può essere sensibile alla corrosione galvanica quando viene accoppiato con metalli più nobili.

Infatti, se in contatto con acciaio inox o rame in presenza di umidità, può comportarsi da anodo. In questo caso il processo galvanico tende ad accelerare il suo deterioramento, mentre il metallo più nobile resta maggiormente protetto.

La combinazione tra alluminio e acciaio inox è particolarmente significativa. L’acciaio inox, grazie alla sua resistenza, può agire da catodo. Al contrario l’alluminio, se non isolato, può invece corrodersi più rapidamente. Anche l’accoppiamento tra alluminio e acciaio zincato richiede attenzione in ambienti umidi o conduttivi.

Corrosione galvanica del rame

Il rame è un metallo più nobile rispetto a materiali come alluminio e zinco. Proprio questa caratteristica può renderlo critico quando viene accoppiato con metalli meno nobili in presenza di un elettrolita.

In un sistema galvanico, il rame tende a restare protetto, mentre il materiale meno nobile può diventare l’anodo e corrodersi. Il problema non è quindi il rame in sé, ma l’accoppiamento con altri metalli senza adeguate misure di protezione.

Corrosione galvanica dell’acciaio inox

L’acciaio inox è conosciuto per la sua elevata resistenza alla corrosione. Questa caratteristica dipende dalla presenza di uno strato passivo di ossido di cromo, che protegge la superficie e contribuisce alla durabilità del materiale.

Tuttavia, la resistenza dell’acciaio inox non elimina automaticamente il rischio di corrosione galvanica all’interno di un sistema composto da metalli differenti. Quando l’inox viene accoppiato con materiali meno nobili e si trova in un ambiente umido, può comportarsi da catodo. Il metallo meno nobile, invece, può assumere il ruolo di anodo e deteriorarsi più rapidamente.

Tutto ciò significa che l’acciaio inox rimane integro mentre accelera, indirettamente, la corrosione del materiale accoppiato. 

Come prevenire la corrosione galvanica?

La prevenzione della corrosione galvanica inizia indubbiamente dalla scelta dei materiali. Quando possibile bisognerebbe evitare di mettere a contatto tra loro metalli capaci di dar vita ad un accoppiamento galvanico.

Qualora, per motivi strutturali, fosse necessario accoppiare metalli con potenziali elettrochimici diversi, bisognerebbe ridurre al minimo il loro contatto per evirare la formazione di una cella galvanica. Per riuscire in questo intento possono essere applicate:

• guarnizioni;
• rondelle;
• distanziatori;
• vernici e rivestimenti non conduttivi.

La progettazione delle geometrie è altrettanto importante. Le parti devono essere concepite per limitare il ristagno di acqua e condensa. Una soluzione alternativa è l’impiego di anodi sacrificali: viene inserito un metallo facilmente corrodibile, come lo zinco e il magnesio, che si consuma al posto del componente da proteggere. 

Inoltre, l’utilizzo degli anodi sacrificali può contribuire ad aumentare la resistenza di alcuni metalli, in particolare dell’alluminio, creando uno strato superficiale protettivo. 

Individuare l’ossidazione galvanica con gli endoscopi industriali

Nei paragrafi precedenti abbiamo osservato come la corrosione galvanica si concentri soprattutto nelle aree più difficili da raggiungere come appunto giunture, raccordi e scambiatori, le quali risultano anche le zone dove si concentra maggiormente l’umidità. Grazie agli endoscopi industriali è possibile raggiungere questi spazi senza alcuno smontaggio. Infatti, le sonde sono progettate con diametri capaci di adattarsi ad ogni genere di cavità.

Gi endoscopi industriali rilevano precocemente i segnali compatibili con la corrosione galvanica, come ad esempio:

• ossidazione galvanica nei punti di contatto;
• rigonfiamenti;
• distacchi di rivestimento;
• pitting.

Oltre ai deterioramenti appena elencati, le sonde possono verificare anche lo stato di acqua e umidità presente negli spazi ispezionati. Inoltre, attraverso le loro videocamere endoscopiche, possono restituire immagine in alta qualità da archiviare al fine di creare un archivio delle ispezioni e monitorare l’evoluzione nel tempo dei fenomeni di corrosione. Così facendo, sarà possibile intervenire prima che i danni possano compromettere l’intero impianto.

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