CORROSIONE E PROTEZIONE DEI MATERIALI METALLICI
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2022/2023
- Docente
- ANDREA BALBO
- Crediti formativi
- 6
- Periodo didattico
- Secondo Semestre
- SSD
- ING-IND/22
Obiettivi formativi
- Nei paesi industrializzati, il costo della corrosione è stimato intorno al 3÷4% del prodotto interno lordo e potrebbe essere ridotto del 15-20% mediante la corretta scelta dei materiali e l’applicazione di metodi e tecniche di protezione che applicano le conoscenze di base già acquisite in questo campo. Il corso fornisce competenze ed esperienze pratiche di laboratorio, che permetteranno allo studente di comprendere la natura dei fenomeni di corrosione dei materiali metallici e contribuiranno a ridurre i casi di danno e di cedimento per corrosione. Si tratta di competenze altamente qualificanti per ingegneri meccanici che operino nei diversi settori produttivi e nella progettazione. Infatti. in base a queste conoscenze sarà possibile:
- attuare la corretta scelta dei materiali in relazione all’ambiente e alla specifica applicazione considerata
- adottare scelte progettuali che possano assicurare la migliore resistenza alla corrosione dei materiali
- suggerire i metodi più adatti di prevenzione attiva o passiva della corrosione
- proporre provvedimenti idonei a individuare le cause di fenomeni corrosivi in atto
- eliminare i fenomeni di corrosione o almeno ridurre a livelli accettabili l’intensità di attacco
- contenere i costi di esercizio di impianti produttivi, riducendo i fenomeni di corrosione e ottimizzando le procedure di manutenzione. Prerequisiti
- Lo studio dei fenomeni di corrosione e di degrado dei materiali metallici è fortemente multidisciplinare, quindi richiede conoscenze di base integrate fornite dai corsi di Chimica (la natura e proprietà dei legami atomici, la struttura dello stato solido e i concetti di termodinamica elementare), Metallurgia (microstruttura dei materiali, influenza di trattamenti termici e di lavorazioni meccaniche), oltre che conoscenze elementari di Fisica (concetti di potenziale elettrico, corrente e densità di corrente elettrica).
Contenuti del corso
- L'insegnamento si basa su 40 h di lezioni teoriche, affiancate a 20 h di pratica di laboratorio. Per ogni argomento sono fornite le basi teoriche seguite da verifica in laboratorio. E’ inoltre richiesto di affrontare un caso pratico di corrosione e di indagarne possibili cause e soluzioni.
Definizioni della corrosione. Significato tecnico-economico dei fenomeni di corrosione. Morfologia dei fenomeni di corrosione (1h + 1h laboratorio)
Misura quantitativa della velocità di corrosione nel tempo. Meccanismi della corrosione elettrochimica. Termodinamica dei processi catodici e anodici. Diagrammi potenziale/pH (4h + 1h laboratorio)
Cinetica dei processi catodici e anodici: teorie dei potenziali misti e degli elementi galvanici in corto circuito, passività, effetto del trasferimento di massa. Calcolo della velocità di corrosione con metodi elettrochimici (8 h + 2 h laboratorio)
Condizioni di protezione catodica e di protezione anodica. Fattori influenzanti la velocità di corrosione. Tempo, temperatura, fattori chimici, biochimici ed ambientali, velocità di flusso, fattori geometrici e di forma. (3 h + 1 h laboratorio)
Corrosione uniforme, corrosione galvanica, corrosione interstiziale, corrosione puntiforme, corrosione filiforme, corrosione intergranulare, corrosione sotto sforzo, corrosione fatica, corrosione per sfregamento. Danneggiamenti da idrogeno. Corrosione microbiologica. Corrosione per correnti disperse (12 h + 5 h laboratorio)
Sistemi di protezione: inibitori, trattamenti superficiali, protezione catodica e anodica. Generalità sulla protezione catodica. Monitoraggio della protezione catodica. Anodi galvanici. Anodi per sistemi a corrente impressa. (8 h + 2 h laboratorio)
Corrosione nei terreni. Corrosione marina. Corrosione nel calcestruzzo. (4 h + 2 h laboratorio)
Casi pratici di corrosione o di frattura per corrosione. Attività di laboratorio e consultazione di testi per preparare una relazione che illustri possibili cause della corrosione e soluzioni utili a mitigare il fenomeno corrosivo osservato (6 h laboratorio) Metodi didattici
- Il corso consiste di lezioni teoriche che forniscono le conoscenze di base della scienza e tecnologia dei fenomeni di corrosione, supportate dalla proiezione di diapositive e da discussioni con gli studenti. La comprensione dei diversi argomenti è supportata da verifica di laboratorio. Agli studenti, suddivisi in piccoli gruppi, sono sottoposti alcuni specifici casi pratici di corrosione che vengono studiati tramite attività di laboratorio e consultazione di testi consigliati. Ogni gruppo prepara una relazione finale sul caso di corrosione in esame che illustri possibili cause e metodi di contenimento della velocità di corrosione.
Modalità di verifica dell'apprendimento
- Il raggiungimento degli obiettivi formativi viene verificato sia attraverso un esame orale, che in base alla qualità della relazione di gruppo sul caso di corrosione esaminato. Il voto di esame finale è formulato in base a:
- Competenza sull’argomento (50%)
- Proprietà e chiarezza di esposizione (20%)
- Grado di comprensione raggiunto relativamente al caso di corrosione investigato e alle soluzioni proposte per contenere i fenomeni di corrosione (30%). Testi di riferimento
- P. Pedeferri, Corrosione e Protezione dei Materiali Metallici (VOL.1 e 2), Edizioni Città Studi, Milano
G. Bianchi, F. Mazza, Corrosione e Protezione dei Metalli, AIM, Milano.
M.G. Fontana, Corrosion Engineering, McGraw Hill, N.Y.
