La tecnologia di protezione dalla corrosione delle leghe di alluminio
Vantaggi delle leghe di alluminio nella costruzione navale
La lega di alluminio presenta i vantaggi del basso peso specifico, dell'elevata resistenza specifica, della buona resistenza alla corrosione dell'acqua di mare, dell'assenza di magnetismo e delle buone prestazioni a bassa temperatura.
Le navi che utilizzano la lega di alluminio come materiale per lo scafo possono ridurre efficacemente il peso, migliorare la stabilità e la velocità e migliorare le prestazioni tecniche e tattiche della nave. La lega di alluminio è particolarmente adatta per gli aliscafi ad alta velocità, gli hovercraft, le piccole imbarcazioni di superficie e alcune navi per scopi speciali. Con lo sviluppo della tecnologia di saldatura a gas inerte per la lega di alluminio, il costo di produzione è stato ridotto e i vantaggi dei materiali in lega di alluminio e la loro applicazione in ambiente marino sono stati continuamente ampliati.
Sistemi di rivestimento per ambienti marini
L'ambiente marino è relativamente duro, quindi i requisiti di anticorrosione della lega di alluminio nell'ambiente di lavoro sono più elevati. L'ambiente corrosivo del fondo della nave in lega di alluminio e quello sopra la linea di galleggiamento sono diversi. Sul fondo della nave si verifica principalmente l'erosione da infiltrazione dell'acqua marina naturale e l'attacco di organismi acquatici, mentre sopra la linea di galleggiamento si verifica principalmente la corrosione da nebbia salina e l'invecchiamento atmosferico. Pertanto, i requisiti di verniciatura anticorrosione del fondo della nave e della linea di galleggiamento non sono identici.
- Sotto la linea di galleggiamento: I rivestimenti devono resistere all'erosione da infiltrazione e al biofouling. Vengono comunemente utilizzati rivestimenti poliuretanici, primer epossidici e vernici antivegetative specializzate.
- Sopra la linea di galleggiamento: I rivestimenti devono avere una buona resistenza agli agenti atmosferici, mantenere la brillantezza e la compatibilità con i primer. In genere si utilizzano rivestimenti di finitura poliuretanici, alchidici e acrilici. I rivestimenti avanzati al fluorocarbonio, modificati con epossidici o acrilici, offrono prestazioni migliori.
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Tecnologie di protezione dalla corrosione per le leghe di alluminio
Per attenuare la corrosione, vengono impiegate altre tecnologie e metodi di protezione:
- L'anodizzazione migliora lo strato di ossido naturale dell'alluminio, aumentando la resistenza alla corrosione e all'usura. Esistono diversi tipi di anodizzazione, tra cui l'anodizzazione all'acido solforico, l'anodizzazione dura e l'anodizzazione all'acido cromico, ognuna delle quali offre diversi livelli di protezione e applicazioni specifiche.
- Ilrivestimento di conversione al cromato forma uno strato protettivo di cromato sulla superficie dell'alluminio, che offre una buona resistenza alla corrosione e funge da base per ulteriori rivestimenti.
- Irivestimenti organici, come vernici, lacche e rivestimenti in polvere, creano una barriera fisica contro gli elementi corrosivi. I tipi più comuni sono i rivestimenti in poliuretano, che offrono una buona resistenza ai raggi UV, i rivestimenti epossidici, che garantiscono una forte adesione e resistenza chimica, e i rivestimenti in polvere, che offrono una finitura duratura.
- Laprotezione catodica prevede l'utilizzo di anodi sacrificali, come lo zinco o il magnesio, per proteggere l'alluminio corrodendolo al posto della lega. I sistemi a corrente impressa utilizzano una fonte di energia esterna per garantire la protezione.
- L'elettrodeposizione prevede il deposito di uno strato di metallo, come il nichel o il cromo, sulla superficie dell'alluminio per aumentarne la resistenza alla corrosione.
- Gliinibitori sono sostanze chimiche aggiunte all'ambiente per rallentare il processo di corrosione. Possono essere inibitori organici o inorganici.
- Trattamenti superficiali come la fusione laser della superficie, l'impiantazione ionica e la pallinatura modificano la superficie dell'alluminio per migliorarne la resistenza alla corrosione.
L'insieme di queste tecnologie e metodi contribuisce a proteggere le leghe di alluminio dalla corrosione, garantendone la durata e la longevità in varie applicazioni, soprattutto in ambienti marini difficili.
Conclusioni
Le leghe di alluminio offrono vantaggi significativi per la costruzione di navi, tra cui la riduzione del peso, il miglioramento delle prestazioni e una buona resistenza alla corrosione. Strategie efficaci di protezione dalla corrosione, adattate alle specifiche sfide ambientali affrontate dalle diverse parti di una nave, garantiscono la longevità e l'affidabilità delle navi in lega di alluminio. L'impiego di una combinazione di anodizzazione, rivestimenti, protezione catodica e altre tecnologie massimizza la resistenza alla corrosione delle leghe di alluminio nelle applicazioni marine. Per ulteriori informazioni, consultare Stanford Advanced Materials (SAM).
Riferimenti:
[1] Ahmad, Hafiz Imran & Sharif, Muhammad & Hussain, Safdar & Badar, M. & Afzal, H. (2013). Studio spettroscopico di una scarica a barriera dielettrica a pressione atmosferica a radiofrequenza con allumina anodica come dielettrico. Plasma Science and Technology. 15. 900. 10.1088/1009-0630/15/9/13.