Come evitare la corrosione intergranulare?

Come evitare la corrosione intergranulare? Acciai inossidabili “L” o “Ti”?

Nonostante il nome, l’acciaio inossidabile non è realmente inossidabile. In poche parole, ciò che rende un acciaio “inox” è la presenza nella sua composizione di almeno il 10% di cromo. Questo forma una pellicola superficiale di ossido di cromo, continua, trasparente, autorigenerante e di spessore molto ridotto, che è impenetrabile all’ossigeno e impedisce la “progressione” dell’ossidazione. Questo fenomeno è chiamato passivazione.

Il film che si forma è inerte in molte situazioni, come quelle ambientali, anche se la passivazione può essere distrutta da piccoli cambiamenti nelle condizioni. Uno dei maggiori problemi che possono presentarsi negli acciai inossidabili austenitici è la corrosione intergranulare: Quando l’acciaio rimane per un certo tempo a temperature elevate (tra 450-800 ⁰C) si formano carburi di cromo, che precipitano sui bordi dei grani e lasciano queste zone al di sotto del 10% di cromo minimo necessario per la passivazione, rendendole quindi sensibili alla corrosione. Questo fenomeno è chiamato “sensibilizzazione”. E se si verificano determinate condizioni (ambienti o fluidi aggressivi, temperatura, ecc.), può verificarsi la corrosione intergranulare. Ad esempio, tale intervallo di temperature viene raggiunto e superato durante il processo di saldatura. Se il raffreddamento successivo è lento, può rimanere un’area “sensibilizzata” nella zona termicamente alterata su entrambi i lati di ogni cordone.

Esistono diversi modi per combattere la sensibilizzazione, tra cui:

“Stabilizzare” l’acciaio con titanio o niobio

Nel processo di raffreddamento, il carbonio forma carburi di Ti o Nb prima dei carburi di cromo, quindi rimangono percentuali di cromo sufficienti per formare il film protettivo. Questo metodo è molto comune in paesi come la Germania, ma può anche presentare dei problemi. Ad esempio, in determinate condizioni di saldatura e a velocità di raffreddamento elevate, può verificarsi un fenomeno noto come “corrosione a lama di coltello” (knife life attack).

Utilizzare acciai inossidabili a basso tenore di carbonio

Il diagramma TTS allegato mostra, per un acciaio inossidabile di tipo 304, come il tempo che l’acciaio deve rimanere nell’intervallo di temperature critiche per produrre sensibilizzazione aumenti al diminuire del contenuto di carbonio. In pratica, se il contenuto di carbonio è inferiore allo 0,03% non è sufficiente per provocare la precipitazione dei carburi. Si tratta degli acciai con la sigla “L” (low carbon: 316L, 304L).

In conclusione, possiamo affermare che gli effetti ottenuti con entrambe le soluzioni sono simili. Tuttavia, se consideriamo gli altri vantaggi offerti dagli acciai “L” (saldabilità, disponibilità, prezzo, ecc.), questa seconda opzione risulta essere la migliore nel complesso.

Riferimenti: Acciai inossidabili, Ing. Sergio G. Laufgang; Saldatura degli acciai, Manuel Reina Gómez; www.gewater.com