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Corrosione sotto sforzo ed infragilimento da idrogeno negli acciai

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2 fenomeni d’idrolisi per il passaggio in soluzione del metallo, ed il pH può raggiungere valori locali davvero molto bassi (di qui almeno un dato sull’impossibilità di riuscire a distinguere nettamente tra corrosione sotto sforzo ed infragilimento da idrogeno: quest’ultimo va, anzi, sempre considerato come un possibile meccanismo in cui la tensocorrosione ha luogo). Non va trascurato, poi, che l’informazione dettagliata sulle variazioni di concentrazione ionica locale ha un’importanza pratica diretta nella previsione di un fuori uso d’impianto. Recentemente si è sempre più diffuso l’uso degli acciai duplex austenite-ferrite, particolarmente nelle unità d’impianti petrolchimici – ambienti ad alto tenore di H 2 S ed affini 3 , ed in cloruri – in seguito alla scoperta che questi materiali mostravano una maggiore resistenza alla tensocorrosione ad elevata temperatura, rispetto agli acciai inossidabili austenitici. Fino a non molto tempo fa si riteneva che solo gli acciai austenitici fossero suscettibili alla SCC (stress corrosion cracking), in seguito fu riscontrata la suscettibilità degli acciai ferritici contenenti Nichel 4-5 . Bond et al. 6 Misero in luce come l’aumento di suscettibilità in relazione al contenuto in Nichel fosse legato alla presenza di altri metalli (Cromo e Molibdeno), e come la sensibilizzazione 7 di questi acciai accentuasse l’effetto negativo svolto dalle aggiunte di Nichel. I primi studi dicevano che il massimo della resistenza alla SCC si aveva in corrispondenza ad un 40% in ferrite; d’altra parte risultava che in ambiente acquoso, ossigenato, contenente NaCl o FeCl 3 , ad elevata temperatura, fosse la fase ferritica ad essere danneggiata 8 . Wilhelm e Kane 9 hanno contribuito a porre in luce che la stragrande quantità di dati sperimentali contraddittori, riportati in letteratura, era dovuta alla non attenzione verso gli effetti che i trattamenti termici producono nella microstruttura del materiale. Wilhelm et al. 6 hanno anche determinato che a circuito aperto sono rispettate le previsioni termodinamiche, e cioè che – essendo la fase ferritica più nobile di quella austenitica – l’attacco corrosivo localizzato avviene di preferenza su quest’ultima fase. Occorre inoltre sottolineare che la ferrite possiede nel duplex un maggiore contenuto in Cromo rispetto all’austenite. Anche gli acciai martensitici, con qualche percento di Nichel, sono stati riscontrati suscettibili alla tensocorrosione 10-11 ; rispetto agli acciai ferritici, tuttavia, essi mostrano una migliore tolleranza del contenuto in Nichel. Yoshino 11-12 si è ampiamente occupato degli effetti che i trattamenti di singola e doppia tempera hanno sulla microstruttura degli acciai inossidabili martensitici. Una tendenza generale riscontrata è che il trattamento di doppia tempera (la prima a 680 – 770°C, la seconda a 520 – 570°C) aumenta la stabilità termica dell’austenite; il successivo raffreddamento trasforma in parte in martensite i grani di austenite, accresciutisi nel corso della seconda tempera. L’unica differenza riscontrabile tra la vecchia martensite (quella già presente nell’acciaio prima del trattamento di doppia tempera) e la nuova sta nella microstruttura: la prima risulta a grana più grossa. Sopra i 700°C tutta l’austenite viene successivamente trasformata in martensite, e la struttura dell’acciaio che ne deriva è costituita da δ -ferrite, martensite temperata e martensite fresca. Per trattamento in doppia tempera di questa matrice, la fase austenitica tende a nucleare di nuovo al bordo dei grani di martensite, il successivo raffreddamento induce, poi, questa fase a subire trasformazione martensitica; alla fine si avrà una struttura mista, assai complessa, di: 1) ferrite; 2) martensite fresca; 3 Nishida et al. Mater. Perform. 23(4), 38 – 41 1984 4 Bond, Dundas Corrosion 35(10), 344 1968 5 Bednar Corrosion 35(3), 96 1979 6 Bond et al. SCC and HE of Iron-Base Alloys, NACE 1977 Staele, Hochmann, McCright, Slater eds, p. 1136 7 Sul significato di quest’effetto si rimanda alla tesi 8 Hochmann et al. Idem come 3, p.956 9 Wilhelm, Kane Corrosion 40(8), 431 – 439 1984 10 Dundas Corrosion/79 Paper No. 173, NACE 1979 11 Yoshino, Ikegaya Corrosion 41(2), 105 1985 12 Yoshino Corrosion 42(10), 592-600 1986
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Corrosione sotto sforzo ed infragilimento da idrogeno negli acciai

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Informazioni tesi

  Autore: Rita Saiu
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 1987-88
  Università: Università degli Studi di Cagliari
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Chimica
  Relatore: Domenico De Filippo
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 85

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Parole chiave

frattura intergranulare
frattura transgranulare
igscc
sforzo di compressione
tgscc
trasformazione martensitica
acciaio
tensocorrosione
chimica analitica
hydrogen embrittlement
stress corrosion cracking
infragilimento da idrogeno

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