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Effetto della corrente alternata sulla protezione catodica di strutture interrate

Informazioni tesi

  Autore: Giuseppe Festa
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2005-06
  Università: Politecnico di Milano
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria chimica
  Relatore: Luciano Lazzari
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 116

La sperimentazione effettuata nella presente tesi si inserisce in un più ampio lavoro sperimentale, in corso da quattro anni, presso il Dipartimento di Chimica, Materiali ed Ingegneria Chimica “Giulio Natta” del Politecnico di Milano, finalizzato a valutare l’influenza della corrente alternata sulla corrosione di strutture metalliche interrate e di opere civili in calcestruzzo armato.
Le prove di laboratorio finora effettuate hanno messo in evidenza che la velocità dei fenomeni corrosivi cresce all’aumentare della densità di corrente alternata interferente. È, inoltre, emerso che, per quanto riguarda il meccanismo della corrosione da CA, è necessario prendere in considerazione un “meccanismo misto”, che includa diverse teorie proposte in letteratura.
Un aspetto molto importante, che invece non è stato ancora approfondito, riguarda le problematiche relative alla protezione catodica in presenza di interferenza da corrente alternata.
Sono, dunque, state effettuate prove sperimentali, finalizzate a valutare:
l’efficacia della protezione catodica (sia a corrente impressa che con anodi galvanici di Al, Zn e Mg), in diverse condizioni di interferenza da corrente alternata;
l’affidabilità dei criteri finora proposti in letteratura, tramite il monitoraggio dei parametri di protezione e delle condizioni di interferenza;
l’effetto della corrente alternata sul rendimento degli anodi galvanici utilizzati per la protezione catodica;
l’effetto dell’interferenza da corrente alternata sull’acciaio al carbonio e sui metalli utilizzati come anodi galvanici (Al, Zn e Mg), in condizioni di libera corrosione;
i valori di soglia dei parametri elettrici.

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11 Premessa “Una teoria può essere provata da un esperimento, ma nessun percorso guida dall’esperimento alla nascita di una teoria”. (Albert Einstein) L’idea che la corrente alternata (CA) possa modificare i processi di corrosione dei metalli fu presa in considerazione fin dagli inizi del XX secolo[1], ma, per parecchi anni, non fu ritenuta dai ricercatori una tematica di particolare rilevanza. Durante gli ultimi vent’anni, in USA[2,3], Canada ed Europa[4-6] diverse forature su tubazioni metalliche interrate sono state attribuite all’interferenza da corrente alternata. In particolare, sono stati accertati dei casi di corrosione, anche quando sembrano soddisfatti i criteri tradizionali di protezione catodica, come il mantenimento del “potenziale OFF” a valori inferiori a -850 mV vs CSE[7-9]. L’aumento dei fenomeni di corrosione imputati alla corrente alternata è da associare al sempre più frequente utilizzo di percorsi comuni per tubazioni interrate e linee aeree ad alta tensione. Tali problematiche risultano accentuate dall’utilizzo di rivestimenti isolanti1 delle strutture interferite, poiché la densità di corrente locale scambiata in corrispondenza dei difetti o delle porosità, inevitabilmente presenti nello strato esterno protettivo, aumenta considerevolmente, fino a superare i valori di soglia. Di recente, in Italia, per le nuove linee ferroviarie veloci2, si è scelto di adottare un sistema di elettrificazione monofase a corrente alternata da 25kV con frequenza di 50Hz, innovativo rispetto a quello a corrente continua da 3kV, con cui è stata elettrificata, finora, l'intera rete ferroviaria italiana[10,11]. Tutto ciò ha portato a prendere in considerazione eventuali fenomeni di corrosione per interferenza da corrente alternata, sulle strutture metalliche interrate (metanodotti ed acquedotti) e sulle opere civili in calcestruzzo armato (viadotti, cavalcavia, gallerie, ponti ferroviari), poste nelle vicinanze dei sistemi di trasporto. 1 Normalmente, si utilizzano rivestimenti termoplastici di polietilene o di polipropilene estrusi, oppure polveri epossidiche (resine termoindurenti). 2 Si tratta della tipologia di alimentazione più utilizzata in Europa, per linee veloci ad elevata capacità di traffico, che consente di disporre della potenza necessaria a far viaggiare i convogli, in modo economicamente più vantaggioso.

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Parole chiave

acciaio al carbonio
alluminio
anodi galvanici
corrente impressa
corrosione
interferenza elettrica
magnesio
protezione catodica
zinco

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