Quando parliamo del settore siderurgico ci riferiamo a quel ramo della metallurgia che prevede il trattamento dei minerali che contengono un’alta quantità di ferro. Da questi elementi si ottiene, utilizzando delle tecniche specifiche, il ferro e altre tipologie di leghe come, ad esempio, la ghisa, l’acciaio e così via.
In questo articolo analizzeremo nel dettaglio il decapaggio e la passivazione, ovvero due processi che vengono utilizzati per trattare le superfici dei metalli. L’obiettivo è quello di migliorarne specifiche proprietà come, ad esempio, la resistenza alla formazione della ruggine e alla corrosione.
Una breve premessa: il ruolo dell’acciaio nel settore siderurgico
Uno dei prodotti siderurgici che storicamente ha avuto sempre un ruolo strategico importante, nell’ambito industriale siderurgico, è l’acciaio. Si tratta di una lega formata dal carbonio e dal ferro. Considerando la storia del nostro Paese, è fondamentale sottolineare come l’industria dell’acciaio rappresenta un punto di riferimento del sistema produttivo nazionale da circa 150 anni.
A partire dal secondo dopoguerra, poi, l’Italia si dedico a un obiettivo ben preciso: rilanciare l’economia generando il noto “boom” economico che ha portato alla nascita dei moderni stabilimenti industriali. Questa scelta ha fatto sì che i costi siderurgici italiani si siano allineati a quelli degli altri Paesi esteri, aumentando la domanda e promuovendo lo sviluppo del settore.
Durante gli anni successivi, gli investimenti statali hanno portato alla nascita di altri poli siderurgici importanti per l’Italia, dato che è aumentata la capacità produttiva del nostro Paese, diventato uno dei leader a livello internazionale. Nonostante la crisi economica che ha colpito l’interno Pianeta, il settore siderurgico ha ancora un ruolo fondamentale per la nostra nazione.
Come si utilizza l’acciaio nell’industria e le sue caratteristiche principali
Dopo aver accennato al ruolo dell’acciaio nel contesto storico italiano, passiamo ad analizzare alcuni dei processi principali che vengono applicati all’acciaio. Parliamo della passivazione e del decapaggio, due dei servizi più importanti realizzati in tale ambito industriale.
Prima di analizzare più da vicino queste due operazioni, è fondamentale comprendere quali sono le proprietà dell’acciaio. Quest’ultimo ha avuto un ruolo determinante sin dall’inizio della società industriale e proprio per questo motivo ha sempre fatto aperte dell’evoluzione tecnologica. Sono 3 le caratteristiche più importanti dell’acciaio, ovvero:
- la resistenza elevata alla pressione, alla temperatura alta agli agenti corrosivi e a quelli atmosferici;
- la duttilità, che non è altro che l’abilità di deformarsi prima di arrivare alla rottura;
- la riciclabilità, che consente di utilizzare l’acciaio per un numero infinito di volte.
Queste e altre caratteristiche hanno reso negli anni l’acciaio un metallo utilizzato in vari settori produttivi. Tra i comparti principali ci sono:
- infrastrutture e costruzioni;
- trasporti;
- industria petrolchimica e chimica;
- distribuzione ed estrazione di idrocarburi;
- sanitari ed elettrodomestici;
- centrali elettriche;
- imballaggi e contenitori;
- industria manifatturiera e meccanica.
L’acciaio inossidabili: cosa sono i processi di decapaggio e passivazione? Scopriamolo insieme
Tra i prodotti siderurgici più degni di nota c’è l’acciaio inossidabile che si distingue da quello “tradizionale” per la presenza al suo interno di una grande quantità di cromo. Su questa tipologia di materiale è possibile effettuare due importanti processi, il decapaggio e la passivazione, che approfondiremo a breve.
Importante sottolineare come l’acciaio inossidabile sia un materiale che non subisce danni quando viene attaccato da agenti corrosivi esterni. In realtà, la massiccia presenza di cromo, a cui abbiamo fatto riferimento in precedenza, è la caratteristica principale che porta alla formazione, su questa lega, di uno strato di ossido compatto e trasparente. Quest’ultimo aiuta l’acciaio a difendersi dall’attacco da parte di agenti esterni e corrosivi.
Attenzione, però, perché esistono delle precise condizioni da rispettare affinché tutto ciò sia possibile. Per prima cosa, in alcune tipologie di metalli la presenza di cromo deve essere superiore al 10,5% e deve attestarsi intorno al 12%. In più, la formazione del sottile film passivo dipende da particolari e ben precise condizioni ambientali, specialmente dal tenore di ossigeno all’interno dell’ambiente, dalla sua temperatura e dal grado di basicità e di acidità.
Infine, per fare in modo che si verifichi la passivazione e che duri nel tempo, nella parte più superficiale dell’acciaio non devono essere presenti elementi che possono rallentare od ostacolare tale processo. Un esempio comune sono gli ossidi di saldatura o quelli che si formano come conseguenza di alterazioni termiche o di sostanza contaminanti.
Tutti questi elementi appena citati possono causare alla superficie dei fenomeni conosciuti con il nome di crevice corrosion o pitting. Quindi, per fare in modo che la superficie di acciaio inossidabile possa diventare anticorrosiva occorre pulirla con attenzione e cura. Quest’ultima attività viene effettuata proprio grazie a operazioni di passivazione e di decapaggio.
Decapaggio: che cos’è e come avviene questo processo
Il processo di decapaggio ha un obiettivo ben preciso: eliminare le scaglie di ossidi che si generano successivamente a riscaldamento ad alta temperatura e all’interno di atmosfere ossidanti. Un esempio comune è l’attività di laminazione a caldo o, ancora, la saldatura.
Esistono due tipologie di decapaggio, ovvero quello chimico e quello meccanico. Quest’ultimo viene realizzato sfruttando delle particolari sabbie silicee, delle forti spazzole in acciaio (che non devono essere state precedentemente a contatto con altre tipologie di metalli, così da evitare possibili contaminazioni) e delle sfere in vetro.
Nel caso in cui gli strati ossidi dovessero essere molto resistenti o se l’oggetto da trattare presenta dimensioni elevate, si passa al decapaggio chimico. In questo casi si utilizzano delle applicazioni di prodotti decapanti gelificati specifici o dei bagni acidi.
In cosa consiste, invece, il processo di passivazione?
Dopo avere effettuato il processo di decapaggio, il manufatto trattato viene lavato al fine di assicurarsi di aver eliminato ogni minima impurità, oltre che gli ossidi solubilizzati che compongono l’azione acida.
È a questo punto che si passa alla passivazione, il cui fine è il ripristino naturale del film passivo che caratterizza l’acciaio inossidabile. Nel contempo, viene eliminata la presenza di ulteriori tracce di contaminazione a livello superficiale.
Ma come si procede? Innanzitutto, si effettua un altro trattamento a spruzzo o un bagno con soluzioni citriche o nitriche. L’obiettivo è quello di ricreare lo strato di protezione. In poche parole, viene velocizzato il processo di passivazione naturale di questo metallo.
È ovvio come questo tipo di processo sia fondamentale per l’acciaio inossidabile che viene utilizzato all’interno di precisi ambiti come, ad esempio, quello delle fabbriche, delle officine o delle industrie, ambienti in cui tale materiale potrebbe essere contaminato.
Il decapaggio e la passivazione sono regolati da precise norme: ecco quali sono quelle principali
Esistono due norme statunitensi di riferimento che indicano come effettuare in maniera sicura i processi di passivazione e di decapaggio. Si tratta della ASTM A-380 e della ASTM A-967. Tali norme contengono le formulazioni, le pratiche e le temperature che devono essere rispettate per poter procedere alle attività di passivazione e di decapaggio dei diversi tipi di acciaio inossidabile.
Ovviamente, bisogna anche sottolineare che i requisiti per svolgere questi processi possono cambiare in base al tipo di applicazione specifica, oltre che dal tipo di ambiente a cui verrà poi destinato il metallo trattato. Ciò significa che bisogna sempre consultare in maniera scrupolosa i riferimenti normativi e le linee guida che riguardano, in modo specifico, il proprio progetto.
