L'acciaio in atmosfera, senza opportuna protezione, subisce una degradazione spontanea e irreversibile, che causa, in tempi più o meno brevi, un'inesorabile e progressiva perdita delle proprietà tipiche del metallo e in particolare una riduzione della resistenza meccanica e quindi una riduzione della sicurezza del manufatto.
La protezione dalla corrosione dell'acciaio al carbonio rappresenta quindi un obbiettivo fondamentale nel settore dell'ingegneria delle strutture.
La corrosione, se siamo in presenza di acqua, a inizio perché nel metallo si crea un sistema che si comporta come una cella elettrochimica: l'anodo (ossidazione del ferro) e catodo (riduzione dell'ossigeno).
La corrosione galvanica si ha invece quando, in presenza di acqua, vengono accoppiati due metalli diversi.
Il metallo che presenta un potenziale più basso (Zn => -0,76 / Fe => -0,44) sarà soggetto a corrosione.
La zincatura a caldo è un trattamento che, attraverso l'immersione dell'acciaio in un bagno di zinco fuso alla temperatura di 450°C, produce una reazione metallurgica durante la quale si ha la formazione di uno strato protettivo costituito da una serie di strati di leghe di Fe-Zn (strato gamma con zinco al 70%, strato delta con zinco al 90%, strato zeta con zinco al 94% ed infine più esternamente strato eta con zinco quasi al 100%).
Non è quindi la semplice applicazione di uno strato protettivo, come può essere la verniciatura, in quanto nella zincatura si ha una reazione chimica.
La zincatura a caldo è caratterizzata da due fase principali: la preparazione della superficie dell'acciaio e appunto la zincatura.
Nella prima fase si immerge il manufatto da zincare in una serie di vasche:
- sgrassaggio, per eliminare oli e grassi.
- decapaggio, per la rimozione degli ossidi.
- lavaggio.
- flussaggio, per evitare la riossidazione del materiale.
- essiccazione e preriscaldo.
Nella seconda fase si ha:
- l'immersione nel bagno di zinco fuso a 450°C. Il tempo di immersione è funzione del peso, dello spessore e delle dimensioni del manufatto. L'immersione è sempre fatta introducendo ed estraendo l'elemento in posizione inclinata.
- estrazione e raffreddamento.
Non è possibile definire a priori lo spessore del rivestimento (ogni zincheria deve comunque garantire gli spessori minimi previsti dalla norma UNI EN ISO 1461) in quanto quest'ultimo è influenzato da molti fattori: tempo di immersione, spessore degli elementi, composizione chimica dell'acciaio (quantità di Si e P), ecc.
Non è possbile altresì garantire una durata del rivestimento in quanto essa è funzione della stabilità dello strato di protezione che è influenzata a sua volta dal pH dell'ambiente (ambiente rurale, ambiente marino o ambiente industriale).
Al di sotto di pH pari a 5,5 la velocità di corrosione è elevata.
Il rivestimento di zincatura può formarsi con una reazione più o meno veloce a seconda del contenuto di silicio e fosforo.
La norma EN ISO 14713-2:2010 fornisce una previsione del risultato per ogni possibile composizione suddividendo gli acciai in quattro categorie.
Gli acciai da preferire sono quelli ricadenti nelle categorie A e B.
Per ottenere una buona zincatura è necessario prevedere e/o predisporre nel manufatto opportuni fori e/o smussi nelle piastre di rinforzo per impedire la formazione di sacche d'aria (zona che non verrà zincata) o accumuli di zinco (zona con durezza superficiale più bassa).
L'assenza di fori e drenaggi può anche provocare uno scoppio dell'elemento (sopratutto in caso di elementi tubolari).
I fori devono essere il più vicino possibile ai bordi e agli angoli.
Infine faccio notare che il ripristino di piccoli difetti locali (ad es. in prossimità delle catene di sollevamento) è ammesso dalla norma UNI EN ISO 1461 mediante ad es. vernici ricche di zinco o metallizzazione a spruzzo.
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