La corrosione dei materiali metallici è il fenomeno che provoca deterioramento, generalmente lento del materiale stesso, causato dall’interazione chimico-fisica con delle sostanze corrosive che sono disciolte nell’acqua di caldaia.

Per effetto del processo corrosivo il materiale metallico subisce un progressivo e irreversibile decadimento delle sue proprietà tecnologiche ed il meccanismo del fenomeno è di tipo elettrochimico.

Le corrosioni sono sostanzialmente dovute a:

  • anidride carbonica che si libera nelle reazioni di trasformazione dei sali presenti nell’acqua quando quest’ultima sia sottoposta a riscaldamento (va ricordato a questo proposito che l’anidride carbonica diminuisce la sua solubilità con l’aumento della temperatura);
  • ossigeno libero presente in tutte le acque, che diminuisce la sua solubilità con l’aumentare della temperatura, ma che non si annulla mai;
  • caratteristiche chimico-fisiche dell’acqua;
  • solidi sospesi o impurità presenti nell’acqua.

Questi fondamentali elementi giocano fra loro ruoli diversi, concorrendo sempre ad esaltare i fenomeni prodotti che sono sostanzialmente di natura elettrochimica. Molto spesso l’acqua si trasforma in catodo e le pareti del generatore in anodo, con trasporto di atomi polarizzati da un elettrodo all’altro (in altre parole, molto improprie, le pareti del generatore si sciolgono nell’acqua).
L’esito dei fenomeni sopra accennati è sempre certo e catastrofico per la vita del generatore: rotture, perforazioni e danneggiamenti, a volte irreparabili, sono il conto che si paga per una conduzione che non tenga conto di questi problemi.

Anomalie più frequenti riscontrate nei generatori di vapore

Per i generatori di vapore sono stati evidenziati i seguenti fattori determinanti delle anomalie:

  • trattamenti dell’acqua di alimentazione;
  • manutenzione ordinaria e pulizia;
  • variazioni di combustibile;
  • surriscaldamenti;
  • materiali e/o lavorazioni non idonee;
  • dilatazioni termiche;
  • condizioni di esercizio non previste a progetto.

Le anomalie più ricorrenti riscontrate nei generatori di vapore sono dovute a:

  • incrostazioni;
  • fessure o cricche nel materiale o sulle saldature;
  • corrosioni;
  • rotture dovute alle alte temperature.

Incrostazioni: si formano per la precipitazione dei carbonati, essenzialmente di Calcio e Magnesio, in seguito all’aumento della temperatura dell’acqua. La scarsa conduttività termica del calcare fa sì che lo stesso si comporti come un isolante termico che di fatto comporta un maggior consumo di combustibile. Le incrostazioni calcaree tendono a formarsi, nella maggior parte, sulle superfici metalliche di scambio termico e con estrema disuniformità di spessori, il che comporta variazioni notevoli delle temperature da punto a punto delle superfici di scambio, con sollecitazioni e stress differenziati nel metallo. Oltre ad una maggiore frequenza per interventi di riparazione e/o sostituzione di componenti, le incrostazioni di calcare non uniformi causano uno squilibrio termico nel metallo e fortissime sollecitazioni meccaniche che sono tuttavia la causa maggiore di rotture.

Fessure o cricche: si possono formare nel materiale, interessano sia i lembi dei tubi che la piastra tubiera stessa, ed è una delle anomalie più frequenti che si registrano durante le verifiche interne dei generatori di vapore. Le possibili cause che determinano la nascita delle differenti tipologie di cricche e fessurazioni sono numerose ma sono riconducibili, sostanzialmente, a due fenomeni:

  • l’eccessivo surriscaldamento localizzato;
  • corrosione (fragilità caustica).

Il fenomeno della corrosione, imputabile ad un errato trattamento dell’acqua d’alimento, è causa spesso di formazione di cricche nelle saldature tra fasciame e piastra tubiera. Inoltre il materiale usato per la costruzione del corpo cilindrico e di tutti i suoi elementi può presentare a livello microscopico impurità dette inclusioni, anche non metalliche, che subiscono dilatazioni termiche diverse con evidenti deformazioni di tutto il reticolo cristallino che contribuisce alla formazione e propagazione di tali cricche.

Corrosioni: anche se presenti in un solo punto, è sintomatico di una generale corrosione di tutto l’impianto. Una volta innescati, i fenomeni corrosivi sono difficilmente arrestabili ed i vari interventi di riparazione, sostituzione, ecc. possono solo tamponare in modo localizzato e temporaneo il fenomeno. Tutti i fenomeni corrosivi si autoalimentano, pertanto una volta innescato, il fenomeno di corrosione prosegue con incredibile rapidità. Naturalmente per le sue caratteristiche, la corrosione puntiforme è la più pericolosa in quanto tende ad auto-alimentarsi in un solo punto, bucando letteralmente la superficie metallica, invece che distribuirsi su una superficie più estesa come nel caso di corrosione diffusa.

Rotture dovute alle alte temperature: per decarburazione dei materiali ferrosi, i materiali subiscono una sorta di indurimento e perdono la caratteristica di deformarsi omogeneamente quando le temperature in gioco sono alte. Questo tipo di fenomeno si verifica sulla parte di inversione della fiamma ovvero nei generatori a inversione di fiamma nella zona adiacente al refrattario del portellone e nei generatori a fiamma passante nella zona di inversione posteriore dove le più sollecitate risultano essere le saldature d’angolo. Questo succede quando il bruciatore non è ben regolato e di conseguenza quando le temperature in camera di combustione sono molto alte.
Inoltre le rotture dovute alle basse temperature, per effetto di condensa, si verificano sulle superfici posteriori della caldaia, quali la piastra tubiera ed i tubi, ed è principalmente questa la causa, dopo molti anni, della messa fuori servizio dei generatori.

Ma è il caso di accennare anche ad un altro fenomeno gravissimo che si verifica quando il generatore è condotto con incuria, cioè la “fragilità caustica”, che si può interpretare come una modifica della struttura molecolare del ferro quando questo è in presenza di un ambiente fortemente alcalino, come accade quando gli spurghi sono insufficienti in rapporto alla quantità di sali contenuti nell’acqua del generatore. L’esito del fenomeno conduce ad irreversibili danneggiamenti che giungono alla rottura meccanica.

Pertanto, per il corretto esercizio di un generatore di vapore risulta fondamentale avere un opportuno sistema di trattamento dell’acqua d’alimento, che può prevedere varie soluzioni, per ottimizzare, secondo gli specifici requisiti, le caratteristiche chimiche, fisiche e biologiche.

Inoltre, una corretta conduzione di un generatore di vapore prevede controlli periodici mensili da eseguire con l’ausilio di un laboratorio qualificato sull’acqua greggia di alimento degli impianti.
Technoacque, con il suo servizio di assistenza tecnica che consiste in controlli periodici per verificare le condizioni della caldaia, nell’uso dei prodotti, analisi chimiche per conferma prodotti e corretto funzionamento degli impianti proposti, ti garantisce l’assoluta tranquillità nella gestione della tua acqua da parte di esperti, permettendoti di concentrarti sulla tua attività.

Scopri di più sulle tecnologie per acqua in ambito industriale.
Gli esperti Technoacque saranno lieti di fornirti qualunque tipo di informazione sugli impianti di trattamento acqua, non esitare a contattarci.

Aiutiamo le imprese a migliorare la gestione delle acque

desidero saperne di più

Aiutiamo le imprese a migliorare la gestione delle acque

desidero saperne di più

Ti è piaciuto questo articolo? Condividi!

POTREBBE INTERESSARTI:

POTREBBE INTERESSARTI: