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Corrosione sotto tensione

La corrosione sotto tensione, chiamata anche stress corrosion cracking ovvero SCC è una corrosione localizzata che si manifesta quando, in particolari condizioni ambientali, il materiale è sottoposto all’azione combinata di una sollecitazione meccanica, in particolare a trazione, e un ambiente corrosivo anche di blanda azione corrosiva che, in assenza dello stato di tensione, avrebbe dato luogo ad un diverso tipo di attacco. Le cricche solitamente ramificate anche all’interno del materiale hanno un andamento quasi perpendicolare alla direzione della sollecitazione a trazione e si dicono ad andamento:

  • Transgranulare quando le cricche attraversano la struttura dei grani.
  • Intergranulare quando le cricche si propagano lungo i bordi dei grani.

Sostanze che possono indurre fenomeni di corrosione sotto tensione negli acciai inossidabili austenitici sollecitati a trazione.

Sostanza
Acciai inossidabili austenitici
Sostanza
Acciai inossidabili austenitici

Cr-Ni
AISI302 AISI303 AISI-304 AISI305 AISI321 AISI347

Cr-Ni-Mo
AISI316 AISI317
Cr-Ni come
AISI302 AISI303 AISI-304 AISI305 AISI321 AISI347
Cr-Ni-Mo
AISI316 AISI317
Acidi naftenici
*
 
Cloruro di litio
*
*
Acido cianidico
*
 
Cloruro di magnesio
*
*
Acidi fosforico
 
*
Cloruro di manganese
*
*
Acido glutamnico
*
*
Cloruro di nickel
*
 
Acido levunilico
*
*
Cloruro di potassio
*
*
Acido politionico
*
 
Cloruro di sodio
*
*
Acido solforico
*
*
Cloruro di zinco
*
*
Acido solforoso
 
*
Diclorofenolo
*
*
Bicloruro di mercurio
*
*
Esacloroetano
*
*
Bifostfato di ammonio
*
*
Floruro di sodio
*
 
Bisolfato di sodio
*
*
Glicerina
*
 
Bromuro di calcio
*
*
Idrato di potassio
*
*
Bromuro di piombo
*
 
Idrogeno
*
 
Carbonato di sodio
*
*
Lisciva al solfato
*
 
Cloro
*
*
Mercurio
*
 
Cloroformio
*
*
Pentacloroetano
*
*
Cloruro di alluminio
*
*
Soda caustica
*
*
Cloruro di ammonio
*
*
Solfato di alluminio
*
 
Cloruro di bario
*
*
Solfato di sodio
*
 
Cloruro di calcio
*
*
Tetracloruro di carbonio
*
*
Cloruro di etilene
*
*
Vapore di benzina
*
*
Cloruro ferroso
*
*
Vapore geotermale
*
*
 
Legenda
 * : indica che il fenomeno corrosivo può essere indotto in acciai inossidabili di questo tipo.
 

Lo stato di sollecitazione meccanica a trazione che alimenta questo fenomeno corrosivo oltre ad essere originato dalla funzione stessa a cui deve essere sottoposto il manufatto può essere indotto da altri fattori esterni non previsti come:

  • Forzamenti durante le fasi di montaggio come nel caso di unione tramite flange che potrebbero non essere perfettamente combacianti tra loro.
  • Chiodature, rivettature o mandrinature possono generare stati di tensione localizzati nelle piastre di unione.
  • Escursioni termiche dovute a raffreddamenti e riscaldamenti che inducono dilatazioni non previste e quindi non meccanicamente compensate.
  • Sollecitazioni interne residue, ovviamente a trazione, causate da lavorazioni per deformazione plastica oppure generate da operazioni di saldatura ove il ritiro dei materiali durante il raffreddamento viene ostacolato da elementi esterni generando tensioni lungo la saldatura.

Per evitare il fenomeno della corrosione sotto tensione si devono seguire alcuni accorgimenti sia nelle fasi di progettazione del manufatto sia nelle fasi di realizzazione:

  •  Durante la progettazione:
    • Prevedere l’insorgere di sollecitazioni a trazione causate da dilatazioni termiche, durante le fasi di riscaldamento o di raffreddamento.  
    • Impiegare acciai inossidabili austenitici al Cr-Ni-Mo che maggiormente resistono ai fenomeni di corrosione sotto tensione come AISI316 o AISI317.
  • Durante la realizzazione:
    • Assemblare accuratamente gli organi meccanici evitando stati di sollecitazione a trazione causati da errori di allineamento o di serraggio.
    • Creare mediante operazioni di pallinatura o rullatura stati di tensione superficiali a compressione tali da compensare, anche parzialmente, le sollecitazioni a trazione che si potrebbero venire a creare.
    • Rimuovere con appropriati trattamenti termici, evitando di sensibilizzare il materiale, gli stati di tensione creati durante le operazioni di deformazione plastica a freddo.
    • Eseguire le saldature con una sequenza appropriata in modo da evitare tensioni a trazione dovuti al ritiro del cordone di saldatura durante il suo raffreddamento. Nel caso di saldature con varie passate si deve evitare che i cordoni di saldatura sottostanti siano ad una temperatura troppo bassa generando ritiri contrastanti e di diversa entità.
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