Corrosione galvanica
La combinazione di alluminio e acciaio inossidabile causa la corrosione galvanica. Per capire perché non si dovrebbe usare acciaio inossidabile e alluminio insieme, dobbiamo prima capire come funziona la corrosione galvanica. La corrosione galvanica è il trasferimento di elettroni da un materiale (anodo) a un altro (catodo). Oltre a sapere cos’è la corrosione galvanica, dobbiamo anche capire i termini tecnici che la accompagnano.
Ecco tutti i termini tecnici che useremo durante questo post:
- Anodo – materiale che è caricato positivamente, gli elettroni lasciano questo materiale
- Catodo – materiale che è caricato negativamente, gli elettroni entrano in questo materiale
- Elettrolita – liquido che aiuta nel processo di trasferimento degli elettroni
- Corrosione/corrodo – Distruggere o indebolire gradualmente il metallo
Come funziona
La corrosione galvanica avviene quando due materiali (un anodo e un catodo) entrano in contatto tra loro e con un elettrolita. Gli elettroliti possono essere fattori ambientali come l’umidità o l’acqua piovana. Quando questi fattori entrano in gioco, inizia il trasferimento di elettroni. A seconda del livello di resistenza in un elettrolita, questo trasferimento può avvenire molto più velocemente. Ecco perché l’acqua salata, un elettrolita con una resistenza molto bassa, è un fattore comune quando si considera quale prodotto usare. A causa di questo, è incredibilmente importante considerare quale materiale si sta per utilizzare in un ambiente. Quando si lavora in un ambiente marino, con acqua salata, bisogna anche considerare il tipo di acciaio inossidabile che si sta usando.
Ci sono più tipi di ruggine che possono verificarsi durante il processo di ossidazione. Per saperne di più, leggete questo post su Tre tipi di ruggine che si verificano frequentemente.
Il nostro esempio
Per il resto del nostro post, invece di riferirci ad anodo e catodo, useremo l’esempio di alluminio (anodo) e acciaio inossidabile (catodo). Quando alluminio e acciaio inossidabile sono usati insieme in un assemblaggio, gli elettroni dell’alluminio cominceranno a trasferirsi nell’acciaio inossidabile. Questo si traduce in un indebolimento dell’alluminio. Questo alluminio indebolito causa un deterioramento molto più rapido. Questo può portare ad una maggiore durata dell’acciaio inossidabile. Nota: l’alluminio, se lasciato da solo con l’elettrolita, perderà comunque i suoi elettroni alla fine, ma la presenza dell’acciaio inossidabile accelererà significativamente questo processo.
La pratica della corrosione galvanica è in realtà comunemente usata nella placcatura per creare uno strato sacrificale sopra un altro materiale. L’acciaio zincato e l’ossido nero sono esempi comunemente usati.
Eccezioni
Ogni montaggio è situazionale. Poiché il metallo si affida ai suoi fattori ambientali per corrodersi, e ci possono essere luoghi in cui è possibile utilizzare alcuni metalli insieme senza vedere questi effetti. Se l’ambiente è molto secco, al riparo dalle intemperie e dalla sporcizia, allora si può provare a usare i metalli insieme. Tuttavia, nella maggior parte delle situazioni l’ambiente non è a temperatura e umidità controllata, la ruggine si verificherà. A causa di questo, Albany County Fasteners raccomanda di non usare mai alluminio e acciaio inossidabile insieme. Raccomandiamo anche di usare i metalli esclusivamente per la massima durata. Acciaio inossidabile con acciaio inossidabile, alluminio con alluminio, ottone con ottone. Mescolare i metalli può influenzare la forza dell’applicazione, la durata di vita degli elementi di fissaggio, la corrosione dei materiali, ecc.
L’altra situazione in cui questi materiali possono essere usati insieme con poco impatto sulla prevenzione della ruggine è se l’area catodica è molto piccola rispetto all’area anodica. Per esempio, se il materiale di base è una grande lastra di alluminio, allora l’uso di viti molto piccole in acciaio inossidabile non diminuirà drammaticamente la durata. Al contrario, se si usa l’alluminio per fissare un grande foglio di acciaio inossidabile, la vita dell’alluminio sarà drammaticamente ridotta.
Albany County Fasteners raccomanda l’uso di neoprene EPDM o rondelle di incollaggio tra i dispositivi di fissaggio inossidabili e i materiali in alluminio, il neoprene forma una barriera tra i metalli, impedendo la corrosione.
Fattori ambientali da determinare
Molti fattori devono essere considerati quando si sceglie il materiale corretto per la vostra installazione.
| Fattore | Perché è importante | |
| Durata del contatto elettrolitico | Più a lungo un elettrolita è in contatto con alluminio e acciaio inossidabile, più è probabile che ci sia un trasferimento di elettroni. | |
| Resistenza dell’elettrolito | Più bassa è la resistenza dell’elettrolito, più facile è il trasferimento di elettroni. Es: l’acqua salata ha una resistenza elettrolitica molto bassa. | |
| Acqua stagnante | L’acqua che staziona e impiega molto tempo per dissiparsi può portare ad un’esposizione prolungata agli elettroliti. | |
| Sporco | Lo sporco (soprattutto non alla luce diretta del sole) può assorbire un elettrolita e tenerlo per periodi di tempo molto lunghi. Questo può comportare una maggiore esposizione al gruppo se non è tenuto pulito. | |
| Umidità/nebbia | Entrambi sono fattori ambientali che portano ad un aumento dell’acqua nell’aria. Se l’ambiente è soggetto a questi fattori, l’esposizione agli elettroliti è considerata estesa | |
| Crevices | Le crepe forniscono una presa per l’umidità (elettrolita) che può finire per trattenerla contro i materiali per un lungo periodo di tempo. |
Metalli Nobili
Se si decide che è necessario utilizzare due materiali diversi insieme, si consiglia di utilizzare un anodo come materiale di base e assicurarsi che sia notevolmente più grande dei catodi. I catodi possono anche essere chiamati metalli nobili o metalli che hanno un’alta resistenza all’ossidazione (ruggine). Abbiamo compilato una lista di metalli nobili qui sotto:
- Oro
- Iridio
- Mercurio
- Osmio
- Palladio
- Platino
- Rodio
- Rutenio
- Argento
Dall’anodo al catodo
Per mitigare ulteriormente gli effetti della corrosione galvanica, si raccomanda di utilizzare materiali che hanno meno probabilità di causare il trasferimento di elettroni quando sono esposti l’uno all’altro e ad un elettrolita. La seguente lista è un elenco di materiali. *Nota: più vicini sono i due metalli di questa lista, meno è probabile che soffrano degli effetti negativi della corrosione galvanica.
- Magnesio
- Leghe di magnesio
- Zinco
- Beryllium
- Leghe di alluminio
- Cadmio
- Acciaio dolce e al carbonio, Ghisa
- Acciaio al cromo (con meno del 6% di cromo o uguale)
- Acciai inossidabili attivi (302, 310, 316, 410, 430)
- Bronzo d’alluminio
- Saldatura al piomboStagno
- Stagno
- Nichel attivo
- Inconel attivo
- Ottone
- Bronzo
- Rame
- Bronzo al manganese
- Bronzo al silicio
- Rame-Leghe di nichel
- Piombo
- Monello
- Saldatura d’argento
- Nichel passivo
- Inconel passivo
- Acciaio inossidabile passivo (302, 310, 316, 410, 430)
- Argento
- Titanio
- Zirconio
- Oro
- Platino
Come posso fermare la corrosione galvanica?
Ci sono alcuni passi che puoi fare se DEVI usare questi materiali insieme.
- Aggiungi un isolante tra i due materiali in modo che non siano più collegati. Senza questa connessione, il trasferimento di elettroni non può avvenire. I dadi a pozzo sono un elemento di fissaggio comunemente usato per aiutare a separare i materiali che possono soffrire di corrosione galvanica.
- Utilizzare materiali con lo stesso potenziale. Metalli con la stessa resistenza alla corrosione sono tipicamente ok da usare insieme.
- Se siete in una situazione in cui solo uno dei materiali entrerà in contatto con un elettrolita allora il trasferimento di elettroni non avverrà.
- Se c’è un rivestimento sul catodo può impedire il trasferimento attraverso una maggiore resistenza.
- Considera il tuo ambiente prima di installare. Scegliere i materiali che funzioneranno per il vostro ambiente.
- Rivestire o dipingere il vostro gruppo (completamente) in modo che l’elettrolita non può fare contatto con i materiali
- Utilizzare neoprene EPDM o rondelle di legame come barriera tra i metalli.