L'acciaio inox 304 si arrugginisce?

Vi siete mai chiesti se il vostro acciaio inossidabile può arrugginire? È una domanda comune, soprattutto quando si tratta di acciaio inox 304, uno dei gradi più popolari utilizzati in vari settori. In questo blog esploreremo la verità sull'acciaio inox 304 e sulla sua resistenza alla ruggine.

Che cos'è l'acciaio inox 304?

L'acciaio inossidabile 304, comunemente chiamato AISI 304, è una lega di acciaio inossidabile austenitico riconosciuta per la sua eccezionale resistenza alla corrosione e all'ossidazione, che lo rende una scelta popolare in vari settori, tra cui l'edilizia, l'industria alimentare, l'architettura e le applicazioni mediche. Composto principalmente da un minimo di 18% di cromo e 8% di nichel, l'acciaio inossidabile 304 forma uno strato di ossido protettivo che aiuta a prevenire la ruggine e prolunga la durata del materiale in molti ambienti.

Nonostante la reputazione dell'acciaio 304 per la sua durata, l'"acciaio inossidabile" non è assolutamente inossidabile, ma si riferisce alla resistenza alla corrosione migliore rispetto all'acciaio ordinario, l'uso effettivo della ruggine è ancora possibile.In determinate condizioni, come l'esposizione ai cloruri e all'umidità elevata, può corrodersi e sviluppare ruggine superficiale.

Perché l'acciaio inox 304 è resistente alla ruggine?

Acciaio inox 304 contiene cromo (≥ 18%) e nichel (≥ 8%). Quando è esposto all'ossigeno, il cromo forma un sottile strato invisibile di ossido di cromo sulla superficie. Questo "strato passivo" funge da scudo, impedendo all'ossigeno e all'umidità di penetrare nello strato di ferro sottostante, tipica causa della ruggine. Finché questo strato rimane intatto, l'acciaio inox 304 non arrugginisce.

Composizione chimica

La presenza del cromo è particolarmente importante, in quanto forma uno strato passivo di ossido sulla superficie, che costituisce una barriera contro l'ulteriore ossidazione e corrosione. Questo strato passivo può rigenerarsi anche dopo essere stato danneggiato, contribuendo alla longevità e alla durata del materiale.

L'acciaio inox 304 può arrugginire?

Nonostante la reputazione dell'acciaio 304 per la sua durata, l'"acciaio inossidabile" non è inossidabile, ma si riferisce alla resistenza alla corrosione migliore dell'acciaio ordinario, l'uso effettivo della ruggine è ancora possibile. In determinate condizioni, come l'esposizione ai cloruri e all'umidità elevata, può corrodersi e sviluppare ruggine superficiale.

Le eccellenti proprietà dell'acciaio inossidabile 304 comprendono la resistenza, la formabilità e la facilità di pulizia, che contribuiscono alla sua diffusione. Tuttavia, varie forme di corrosione possono comprometterne l'integrità, tra cui la corrosione per vaiolatura, la corrosione interstiziale, la corrosione bimetallica e la cricca da tensocorrosione (SCC).

Tipi di corrosione

1. Corrosione da vaiolatura

Il pitting è una forma di corrosione localizzata particolarmente dannosa per l'acciaio inossidabile 304, soprattutto in ambienti ricchi di cloruri come l'acqua di mare. Lo strato passivo di ossido di cromo che garantisce la resistenza alla corrosione può essere compromesso dai cloruri, con conseguente formazione di piccole fosse sulla superficie dell'acciaio.

Una volta iniziata, la corrosione per vaiolatura può progredire rapidamente, minacciando l'integrità strutturale del metallo.

2. Corrosione interstiziale

La corrosione interstiziale si verifica in spazi ristretti dove l'ossigeno è limitato, come ad esempio sotto le guarnizioni o negli spazi tra le parti. I cloruri tendono ad accumularsi in queste aree, distruggendo lo strato di passivazione protettiva e accelerando il processo di corrosione. La carenza di ossigeno e le elevate concentrazioni di cloruri rendono questi luoghi particolarmente suscettibili alla corrosione.

3. Corrosione bimetallica

La corrosione bimetallica, nota anche come corrosione galvanica, è la corrosione dell'acciaio inox 304 che si verifica quando entra in contatto con un altro metallo in presenza di un elettrolita, come l'acqua. Questa interazione forma una cella primaria che accelera la corrosione del metallo meno nobile.

Per ridurre questo rischio, è consigliabile utilizzare metalli compatibili o materiali isolanti per evitare il contatto diretto tra metalli dissimili.

4. Cricche da corrosione da stress (SCC)

La cricca da stress (SCC) è una grave forma di corrosione che si verifica quando le sollecitazioni meccaniche coesistono con un ambiente corrosivo, solitamente ricco di cloruri. La vaiolatura di solito precede l'SCC e le fosse agiscono come concentratori di stress. Quando si applicano le sollecitazioni meccaniche, queste fosse possono espandersi in cricche e alla fine portare al cedimento del materiale. Le misure preventive comprendono la riduzione delle sollecitazioni meccaniche e la scelta di materiali meno sensibili all'SCC.

Cause comuni di ruggine

Sebbene l'acciaio inossidabile 304 sia noto per la sua resistenza alla corrosione, può comunque arrugginire in determinate condizioni. I fattori che possono danneggiare lo strato di passivazione e portare alla formazione di ruggine sono:

1. Corrosione da cloruro

La concentrazione di resistenza agli ioni cloro è di soli 20,5 ppm a 80℃. Se esposti ad ambienti clorurati, come il sale da cucina, l'acqua di mare, il sudore, ecc. gli ioni cloruro possono danneggiare i film di passivazione, provocando una corrosione localizzata (ad es. pitting, corrosione intergranulare) o addirittura macchie di ruggine o muffa.

Ad esempio, in ambienti marini o ricchi di cloruri, il rischio di corrosione per vaiolatura e interstiziale aumenta notevolmente a causa della natura aggressiva di queste condizioni.

2. Fattori ambientali

L'ambiente gioca un ruolo importante nel processo di arrugginimento dell'acciaio inossidabile. L'esposizione prolungata a umidità elevata, alta salinità (come nelle zone costiere), acidi e alcali forti (come acido cloridrico e acido solforico) o ambienti ad alta temperatura accelerano la corrosione.

Anche gli inquinanti industriali, compresi i composti di zolfo, possono contribuire alla corrosione creando acido solforico sulla superficie dell'acciaio inossidabile.

3. Danni meccanici

• Graffi meccanici, ammaccature, abrasioni, saldature o tagli possono danneggiare il film di passivazione, rendendo il metallo inossidabile di base esposto suscettibile di arrugginire in ambienti umidi/corrosivi. Le aree saldate sono maggiormente soggette alla corrosione intergranulare.

• I contaminanti residui sulla superficie (olio, cemento, liquidi acidi, ecc.) che non vengono eliminati in tempo, o l'accumulo prolungato di acqua che forma macchie d'acqua, possono indurre la corrosione della ruggine.

4. Difetti del materiale

Gli acciai inossidabili 304 di qualità inferiore possono avere una resistenza alla corrosione ridotta a causa di composizioni di lega inferiori agli standard (ad esempio, cromo/nichel insufficiente), trattamento di soluzione inadeguato o tendenza alla corrosione intergranulare.

Come prevenire la ruggine sull'acciaio 304

La ruggine può formarsi sulla superficie dell'acciaio inox 304 se esposta all'ossigeno e all'umidità, soprattutto se contaminata da sostanze come il sale o i cloruri. Una pulizia e una manutenzione regolari, con l'uso di detergenti specializzati per l'acciaio inossidabile, contribuiranno a rimuovere la ruggine superficiale e a prevenire un'ulteriore corrosione.

Misure preventive

1.Controllo ambientale:

Evitare l'esposizione agli ioni cloruro (ad esempio, tenere lontano dall'acqua di mare, asciugare tempestivamente le macchie di sale e sudore) e mantenere l'ambiente asciutto.

2. Protezione della superficie

Pulire e asciugare accuratamente la superficie con regolarità per evitare danni meccanici; il trattamento di passivazione deve essere effettuato nel punto di saldatura.

3. Selezione del materiale

Nelle zone costiere o industriali si consiglia di utilizzare l'acciaio inox 316, più resistente alla corrosione, o di assicurarsi che la composizione dell'acciaio inox 304 sia conforme agli standard.

4. Manutenzione regolare

Rimozione tempestiva degli inquinanti (olio, liquidi acidi), per evitare residui di acqua stagnante.

5. Trattamento di passivazione

I trattamenti di passivazione possono migliorare in modo significativo la resistenza alla corrosione dell'acciaio inox 304. Questo processo prevede l'applicazione di miscele di acido citrico o fosforico per ripristinare e rafforzare lo strato passivo sulla superficie del metallo, fondamentale per prevenire l'ossidazione e la successiva corrosione.

Una passivazione regolare può essere particolarmente vantaggiosa in ambienti in cui l'acciaio inossidabile deve affrontare condizioni aggressive, come le zone costiere o le applicazioni industriali con un'elevata esposizione agli agenti corrosivi.

6. Pulizia regolare

Quando si pulisce l'acciaio inossidabile 304, è fondamentale evitare prodotti chimici aggressivi o materiali abrasivi, in quanto possono danneggiare lo strato di ossido protettivo che aiuta a prevenire la corrosione.

L'uso di acqua e sapone neutro è spesso sufficiente per la manutenzione della superficie.

Trattamento della ruggine

1. Ruggine lieve

Pulire con acido ossalico, pasta speciale antiruggine o acqua di lavaggio dell'acciaio, quindi risciacquare con acqua e asciugare.

2. Corrosione pesante

La lucidatura o il trattamento elettrolitico sono necessari per ripristinare lo strato di passivazione sulla superficie; la sostituzione del pezzo è consigliata se la corrosione penetra in profondità all'interno.

È necessario eseguire ispezioni regolari per individuare i primi segni di corrosione, come scolorimento, macchie di ruggine o vaiolatura, e affrontarli tempestivamente per ridurre ulteriori danni.

Conclusione

L'acciaio inox 304 è altamente resistente alla ruggine, grazie alla sua composizione ricca di cromo. Tuttavia, può arrugginire in condizioni estreme o se non viene sottoposto a una manutenzione adeguata.

Si consiglia di scegliere il grado di acciaio inossidabile più adatto all'ambiente in cui deve essere utilizzato, per evitare un aumento dei costi causato dalla ruggine del materiale.

Si raccomanda di pulire frequentemente gli apparecchi, di lasciarli asciugare a sufficienza e di continuare a praticare misure preventive per evitare che si arrugginiscano e mantengano la loro lucentezza.