Corrosione interstiziale (Crevice Corrosion)

Corrosione interstiziale

Corrosione interstiziale di un tubo in 316 L

La corrosione interstiziale è una forma di corrosione che rientra nella famiglia della corrosione localizzata e pertanto presenta alcuni aspetti molto simili alla corrosione per vaiolatura. Questa tipologia di corrosione si manifesta con una perdita di materiale principalmente localizzata in prossimità dell’accoppiamento tra due parti meccaniche in presenza di un ambiente umido. In queste zone, per motivi di tolleranze dimensionali, si creano degli interstizi sufficienti a instaurare un meccanismo auto-stimolante che porta alla formazione di crateri e caverne. La corrosione interstiziale può avvenire:

  • Nei punti di congiunzione delle parti metalliche
Corrosione interstiziale

Corrosione interstiziale in prossimità dell’accoppiamento metallico.

  • Tra parti metalliche e un corpo non conduttore (guarnizioni, distanziali, ecc…)
Corrosione interstiziale

Corrosione interstiziale in prossimità dell’alloggiamento della guarnizione in plastica

  • Parti schermate da un corpo estraneo (fuliggine, depositi di sabbia, sporcizie varie, ecc…)
Corrosione interstiziale

Corrosione interstiziale di una vite utilizzata per il blocco di un albero di trasmissione

L’azione schermante da parte del corpo può essere:

  • Primaria, se il corpo è presente per errore di montaggio o per causa accidentale (cavità da inclusioni, corpi estranei, ecc…);
  • Secondaria, se il corpo schermate è un prodotto di corrosione creato da un processo di corrosione innescato precedentemente.

La corrosione interstiziale procede assai velocemente quando si creano dei prodotti di corrosione all’interno delle caverne che diffondono all’esterno disperdendosi nella massa liquida e precipitando sulla superficie del materiale nelle immediate vicinanze, provocando un’azione schermante di tipo secondario (“Occluded cell”). In particolare può succedere che, a seguito di una riduzione di ossigeno, si ha l’incremento di alcalinità che provoca la precipitazione di sali (es. sali ferritici) che diffondono in prossimità dell’area catodica (area esterna all’interstizio). Quest’ultimo processo può costituire un elemento di diagnosi del del processo catodico che definisce l’intero processo di corrosione.

Corrosione interstiziale

Meccanismo di corrosione interstiziale

Il meccanismo di corrosione si sviluppa tipicamente in ambiente neutro con un meccanismo d’innesco causato da condizioni di areazione differenziale tra le superficie esterna ed interna dell’interstizio. In questa condizione, l’area interstiziale ha una concentrazione di ossigeno più bassa, le specie in soluzione (es. i cloruri) ,in percentuali elevate, reagiscono con la superficie interstiziale favorendo la dissoluzione del metallo, mentre nelle zone più esterne la concentrazione di ossigeno è talmente alta da favorire condizioni di passivazione. Una volta innescato, il processo di corrosione è auto-stimolante e si sviluppa secondo il modello “occluded cell”.

Corrosione interstiziale

Processo “Occluded cell”

Questo tipo di processo è osservato tipicamente sulle pareti delle caldaie ed è scambiato molto spesso per pitting. In realtà, la corrosione interstiziale è meno perforante e si può osservare che, in prossimità dell’area attaccata dalla corrosione, si formano dei prodotti di corrosione che circoscrivono l’area corrosiva, mentre all’esterno si sviluppano zone ricoperte di strati di magnetite protettiva favorite da un elevato pH. L’accumulo dei prodotti di corrosione racchiudono quasi completamente la caverna delimitando una zona a difficile scambio elettrochimico nella quale si determina un elevato tenore di ioni e un basso contenuto di ossigeno. In questa situazione la corrosione risulta di notevole intensità e auto-stimolante.

I fattori che stimolano la corrosione interstiziale sono:

  • Conducibilità : determina la dimensione delle caverne che si formano in prossimità dell’interstizi; più alta è la conducibilità più le dimensioni delle caverne sono ragguardevoli perché il processo di corrosione può sfruttare aree catodiche molto più ampie. Oltre alla conducibilità, il processo di corrosione coinvolge fenomeni di trasporto che favoriscono la penetrazione degli ioni all’interno dell’interstizio responsabili all’auto-stimolazione e dissoluzione del metallo. A differenza del pitting, nel quale la dimensione del pit controlla il processo corrosivo, la sola presenza dell’interstizio rappresenta condizione necessaria e sufficiente per instaurare il meccanismo auto-stimolante dell’”occluded cell”;
  • Temperatura: l’aumento della temperatura favorisce la cinetica di formazione dei prodotti di corrosione e la difficoltà di uno scambio termico produce facili punti di innesco. La temperatura è un parametro importante negli scambiatori di calore, nei quali i depositi calcarei che si formano sulla superficie provocano dei surriscaldamenti locali che aiutano a innescare questa tipologia di corrosione;
  • Agitazione: l’agitazione della soluzione ha un ruolo diverso a seconda delle condizioni di corrosione e dalla geometria dell’interstizio. Se l’interstizio ha una geometria tale che un’agitazione della soluzione favorisce la diffusione dell’ossigeno all’interno dell’interstizio, allora il meccanismo di agitazione ha un risvolto positivo sulla resistenza alla corrosione interstiziale. Se, invece, l’agitazione della soluzione favorisce la reazione catodica dell’ossigeno, allora questo fattore ha un risvolto negativo sulla resistenza a corrosione interstiziale;
  • pH e ioni aggressivi: come nel caso della corrosione per pitting, una diminuzione del pH e un aumento della concentrazione degli ioni favorisce lo sviluppo di questa forma di corrosione.

Se il pH diventa molto basso (campo acido) il processo catodico è lo sviluppo di idrogeno. Quindi nello stadio iniziale la soluzione agisce in maniera  costante sia sulla parte interna che sulla parte esterna. Con il trascorrere del tempo si può creare una discontinuità tra la velocità di corrosione interna, all’interstizio, e quella esterna. Questa differenziazione della velocità diventa marcata quando si prova ad accoppiare due metalli di nobilità differente. In questo caso s’instaura anche un processo di corrosione galvanica che, grazie ad un’azione sinergica, esalta la corrosione interstiziale.

I metodi di prevenzione per questo tipo di corrosione possono essere:

  • Evitare gli interstizi in zone immerse; favorire processi di saldature continue evitando di pulire con l’utilizzo di abrasi ma utilizzare decapaggi elettrochimici che non favoriscono l’insorgere di porosità o cavità (interstizi) e ripristinano le condizioni originali del materiale;
  • Utilizzare guarnizioni che hanno una geometria tale da non creare interstizi favorevoli alla corrosione (es. guarnizioni sporgenti rispetto all’accoppiamento);
  • Scegliere materiali appropriati alle condizioni di utilizzo, oppure ricorrere a materiali non bagnabili come il Teflon;
  • Provvedere a rimuovere le incrostazioni con una certa frequenza.

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