Passivazione dell'acciaio inossidabile: tutto ciò che c'è da sapere

L'acciaio inossidabile è utilizzato in quasi tutti i tipi di industria grazie alle eccellenti proprietà che possiede. Tuttavia, l'acciaio inossidabile si deteriora dopo un certo periodo e necessita di un trattamento adeguato.

Se desiderate scoprire cos'è la passivazione dell'acciaio inossidabile e i metodi per realizzarla, leggete questa guida.

Che cos'è la passivazione dell'acciaio inossidabile?

La passivazione dell'acciaio inossidabile è un processo mediante il quale vengono rimossi i molecole di ferro libero dalla superficie dell'acciaio inossidabile.

L'acciaio inossidabile è una lega realizzata con cromo, ferro e altri elementi, e il ferro ha la tendenza ad arrugginire. Gli strati di cromo sull'acciaio inossidabile contribuiscono a proteggerlo dalla corrosione.

La passivazione dell'acciaio inossidabile assicura che tutti i contaminanti vengano rimossi dalla superficie dell'acciaio inossidabile, in modo che il cromo possa formare uno strato di ossido.

In caso di presenza di contaminanti, questo strato non risulterà sufficientemente protettivo. Il processo garantisce la resistenza alla corrosione e migliora la durabilità dell'acciaio inossidabile.

Perché la passivazione è essenziale per l'acciaio inossidabile?

Il ferro è noto per diverse proprietà, ma non offre resistenza alla corrosione. Pertanto, l'acciaio inossidabile viene creato miscelando gli elementi, tra cui il cromo garantisce la resistenza alla corrosione.

Tuttavia, la passivazione risulta comunque estremamente importante per molte ragioni, che sono le seguenti:

Protezione contro la corrosione

Il ferro è l'elemento principale dell'acciaio inossidabile e offre vantaggi, ma si corrode se esposto all'ossigeno e all'acqua. In questo caso, la passivazione consente di pulire la superficie e aggiunge uno strato di protezione sull'acciaio inossidabile per garantirne le prestazioni.

Rimozione dei contaminanti

Nel processo di produzione rimangono sempre dei contaminanti, per quanto siate accurati. Anche l'utensile di lavorazione ha la tendenza a lasciare contaminazione, e ciò porta all'ossidazione, che causa la corrosione.

Il processo di passivazione avviene con una procedura di pulizia molto accurata e, pertanto, i contaminanti vengono rimossi dalla superficie.

Maggiore lavorabilità

L'applicazione della passivazione dell'acciaio inossidabile non modifica la composizione dell'acciaio inossidabile e non ne compromette nemmeno la lavorabilità. Anzi, offre protezione contro la corrosione e lo rende più lavorabile.

3 fasi del processo di passivazione dell'acciaio inossidabile

Il processo di passivazione dell'acciaio inossidabile prevede tre fasi cruciali, che sono le seguenti:

Pulizia della superficie

La prima fase richiede la pulizia dei componenti in acciaio inossidabile da tutti i tipi di contaminanti. Per il processo di pulizia viene utilizzato uno sgrassante alcalino, in grado di rimuovere contaminanti come detriti, polvere, sostanze chimiche o olio.

Processo di passivazione

La seconda fase è quella principale, in cui si utilizza acido citrico o acido nitrico per bagnare la superficie dell'acciaio inossidabile. Ciò contribuisce a rimuovere le tracce di ferro dalla superficie.

L'acido citrico è economico e anche ecologico, ma ha la tendenza a favorire la formazione di muffe. L'acido nitrico, invece, è più efficace ma anche costoso e produce fumi tossici.

Collaudo dei componenti passivati

Non appena viene eseguita la passivazione dei componenti, vengono effettuati alcuni test per assicurare che il processo sia stato completato perfettamente. Tali test sono i seguenti:

• Viene eseguito un test ad alta umidità, in cui il componente passivato viene lasciato in ambiente umido per un giorno e viene testata la sua resistenza all'umidità.
• Viene eseguito un test in nebbia salina mantenendo i componenti passivati in una camera di nebbia salina per due ore, in modo da poter valutare la durabilità e la corrosione.
• I componenti passivati vengono inoltre sottoposti ad acqua distillata per un giorno, in modo da poter verificare i segni di corrosione.
• Sui componenti passivati viene anche applicato solfato di rame per verificare se si forma un deposito a causa della presenza di ferro libero.

Metodi e tecniche nella passivazione dell'acciaio inossidabile

Il processo di passivazione dell'acciaio inossidabile prevede i seguenti metodi e tecniche:

Passivazione con acido citrico

La passivazione con acido citrico è ecocompatibile e crea uno strato molto sottile sulla superficie del componente in acciaio inossidabile. Rimuove i contaminanti e anche il ferro libero dalla superficie. È un metodo di passivazione altamente conveniente ed efficace grazie al ridotto impatto ambientale.

Tuttavia, uno svantaggio di questo processo è che su di esso possono svilupparsi muffe, motivo per cui non è molto diffuso per il processo di passivazione.

Passivazione con acido nitrico

La passivazione con acido nitrico è un processo in cui l'acciaio inossidabile viene immerso in una soluzione di acido nitrico. Aiuta a rimuovere il ferro libero e migliora la resistenza alla corrosione. È preferita dai produttori per l'efficacia che offre.

Tuttavia, è un metodo pericoloso a causa della natura dell'acido nitrico. Inoltre, non è nemmeno adatto all'ambiente.

Molti produttori aggiungono anche dicromato di sodio, che contribuisce ad aumentare l'efficacia del processo e garantisce un'elevata resistenza alla corrosione. Nonostante ciò, la natura pericolosa del processo lo rende meno comune.

Confronto tra le due tecniche

Il processo di passivazione con acido citrico è sicuro e delicato rispetto alla passivazione con acido nitrico e garantisce anche una migliore stabilità. Tuttavia, è meno compatibile con tutti i tipi di leghe di acciaio inossidabile ed è anche un processo più lento rispetto al metodo con acido nitrico.

D'altra parte, la passivazione con acido nitrico è rapida, offre compatibilità con diverse leghe di acciaio inossidabile ed è anche più efficace. Tuttavia, a causa dei problemi di sicurezza e della sua natura pericolosa, è un processo rischioso.

Vantaggi della passivazione dell'acciaio inossidabile

Il processo di passivazione dell'acciaio inossidabile è vantaggioso e alcuni dei suoi benefici sono i seguenti:

Migliore resistenza alla corrosione

L'acciaio inossidabile acquisisce un'eccellente resistenza alla corrosione grazie al processo di passivazione. Nei casi in cui lo strato di cromo è danneggiato, l'acciaio inossidabile può ossidarsi, ma il processo di passivazione aggiunge un nuovo strato che lo rende altamente resistente alla corrosione.

Maggiore durata

Il processo di passivazione può aumentare la durata dei componenti in acciaio inossidabile. Il trattamento chimico dei componenti ne aumenta la resistenza e garantisce anche una maggiore resistenza all'usura.

Pertanto, le applicazioni che richiedono un componente in acciaio inossidabile di lunga durata possono trovarlo adatto.

Finitura estetica migliorata

La passivazione migliora la finitura superficiale del componente e lo rende altamente resistente alla corrosione. Se la superficie presenta impronte digitali o altri segni, la passivazione conferisce un aspetto più pulito, rendendolo gradevole.

Fattori che influenzano l'efficacia della passivazione

Ci sono tre fattori più importanti che influenzano l'efficacia della passivazione e che devono essere considerati; sono i seguenti:

Impatto dell'ambiente

Il ruolo della temperatura influisce sull'effetto della passivazione. Se la temperatura nell'ambiente circostante è elevata, la passivazione è più efficace.

Inoltre, gli agenti detergenti utilizzati influiscono sulla passivazione. Se il livello di cloruri nella soluzione detergente è elevato, può causare corrosione nell'acciaio inossidabile.

Composizione del materiale

La composizione del materiale è un'altra considerazione, poiché influisce sull'efficacia del processo di passivazione. Alcuni elementi di lega possono essere diversi, come nichel o molibdeno, il che influisce sulla compattezza dello strato di ossido e può influire sull'efficacia della passivazione.

Trattamenti secondari dopo la passivazione

Per ottenere uno strato di passivazione efficace sull'acciaio inossidabile, è importante gestire il tempo in cui il componente rimane nel bagno acido. Deve essere estratto in tempo utile e asciugato adeguatamente; in caso contrario, sulla superficie possono comparire macchie d'acqua o contaminanti.

Sfide e criticità nella passivazione dell'acciaio inossidabile

La passivazione dell'acciaio inossidabile presenta alcune sfide, che sono le seguenti:

• È molto importante pulire adeguatamente l'acciaio inossidabile per prevenire il ferro inglobato. Nel caso in cui il residuo di ferro rimanga sulla superficie, l'intero processo potrebbe risultare vano e portare alla comparsa di corrosione.
• L'intero componente deve essere trattato in modo uniforme. In caso di incoerenza nel processo, sul componente può comparire corrosione.

Norme industriali comuni per la passivazione dell'acciaio inossidabile

ASTM

ASTM è un organismo internazionale che ha stabilito norme per la passivazione dell'acciaio inossidabile, e quelle pertinenti al processo sono le seguenti:

ASTM A967: Fornisce una definizione chiara dei trattamenti di passivazione per i componenti in acciaio inossidabile, che include metodi di collaudo, pulizia, decapaggio, ecc.

ASTM A380: Questa norma offre raccomandazioni adeguate per la passivazione dei componenti in acciaio inossidabile utilizzando diversi metodi come il getto d'acqua e il decapaggio acido.

ASTM F86: Specifica l'importanza della preparazione superficiale per evitare la corrosione.

AMS

AMS sta per Aerospace Material Specifications, che tratta anche i materiali e le norme pertinenti al settore aerospaziale. Le norme pertinenti all'acciaio inossidabile sono le seguenti:

AMS 2700: Definisce la temperatura, il tempo di immersione e la concentrazione per il processo di passivazione.

AMS-QQ-P-35: Questa norma copre anche la pulizia, la passivazione e il decapaggio dei componenti resistenti alla corrosione, come nel settore aerospaziale e medicale.

AMS-STD-753: Questa norma fornisce metodi di collaudo per valutare la passivazione dei componenti in acciaio inossidabile.

Buone pratiche per i componenti in acciaio inossidabile passivato

Il processo di passivazione richiede alcune buone pratiche affinché possa essere eseguito in modo efficace; alcune di queste sono le seguenti:

• Assicurarsi che, prima di iniziare il processo di passivazione, il componente sia pulito.
• Assicurarsi di utilizzare acqua declorurata ogni volta che è necessario risciacquare i componenti.
• Cercare di mantenere le operazioni separate per ridurre al minimo la contaminazione.
• Le attrezzature utilizzate per la passivazione dell'acciaio inossidabile devono essere dedicate esclusivamente a questo processo e non devono essere utilizzate per altri processi.
• Utilizzare un adeguato sistema di stoccaggio su rastrelliera per evitare il contatto metallo-metallo.

Conclusione

La passivazione dell'acciaio inossidabile migliora la durabilità e la resistenza alla corrosione dei componenti in acciaio inossidabile e, poiché questi componenti sono così comuni nelle applicazioni, il processo è di grande importanza.

Se anche Lei è alla ricerca di componenti in acciaio inossidabile passivato su misura, può mettersi in contatto con noi all'indirizzo DEK.

Domande frequenti

Come posso passivare l'acciaio inossidabile in modo sicuro ed economico?

La passivazione con acido citrico è il metodo di passivazione più sicuro ed economico. Assicurarsi di pulire il componente in acciaio inossidabile quando si inizia il processo.

Quanto materiale rimuove la passivazione?

Rimuove una quantità trascurabile di materiale dalla superficie.

Quanto dura la passivazione sull'acciaio inossidabile?

La durata della passivazione dipende dall'uso applicativo e dall'ambiente a cui è sottoposta, ma i componenti possono essere sottoposti a ri-passivazione quando necessario.

La passivazione è la stessa cosa della placcatura?

No, la placcatura deposita uno strato di un metallo su un altro, mentre la passivazione crea solo uno strato di ossido.