L’alluminio nella protezione elettrica antideflagrante

L'alluminio è uno dei materiali maggiormente utilizzati a livello mondiale per la costruzione di custodie a prova di esplosione. Le sue...

L'alluminio è uno dei materiali maggiormente utilizzati a livello mondiale per la costruzione di custodie a prova di esplosione.

Le sue ottime caratteristiche di resistenza alla corrosione, fanno si che questo materiale sia universalmente riconosciuto come il più valido e versatile per la maggior parte delle applicazioni.

Rispetto alla ghisa, ha il vantaggio di essere molto più leggero e, quindi, di facilitare sia il montaggio che la manutenzione dell'impianto. Ha un'ottima resistenza alla corrosione senza la necessità di essere protetto superficialmente, come avviene con la ghisa che deve venire protetta galvanicamente e verniciata.

Nei confronti degli acciai inossidabili ha dalla sua il costo enormemente più basso.

Le caratteristiche meccaniche dei getti delle leghe di alluminio sono altamente soddisfacenti per gli impieghi nel campo della protezione elettrica antideflagrante.

Nel passato, venticinque trenta anni fa, si era diffusa tra gli utilizzatori la credenza che l'alluminio non fosse indicato per applicazioni in zone con atmosfere fortemente corrosive, come impianti in riva al mare o off shore, o impianti chimici con presenza di acidi forti.

Questo, a quel tempo, non era del tutto errato, poiché effettivamente si erano verificati casi di corrosione passante in ambienti di quel genere. Tale fenomeno era stato causato dall'utilizzo errato di alcune leghe di alluminio.

Comunemente si utilizza il termine improprio di alluminio, ma è più corretto parlare di leghe di alluminio, in quanto l'alluminio utilizzato per i getti è sempre legato ad altri composti che ne esaltano alcune caratteristiche.

Le leghe Alluminio-Rame sono leghe normalmente utilizzate nell'industria automobilistica per produrre particolari di motori. In questo caso, la protezione contro la corrosione non è importante in quanto il motore è costantemente ricoperto da oli. Pertanto, le leghe Alluminio-Rame sono sicuramente indicate per le loro caratteristiche meccaniche e per la facilità che offrono alla lavorazione con utensile.

Le prime custodie a prova di esplosione vennero fuse proprio con queste leghe le quali, però, hanno lo svantaggio di non essere assolutamente resistenti alla corrosione. Oggi, dopo studi approfonditi, si è visto che è il contenuto in rame, all'interno della lega, ad innescare la corrosione per la presenza di un elettrolita.

Le leghe con le migliori caratteristiche anticorrosive sono le leghe Alluminio-Magnesio ed, infatti, sono le leghe maggiormente utilizzate per la componentistica delle navi. Tali leghe però, non possono venire utilizzate per la costruzione di custodie antideflagranti o di qualsiasi componente che venga utilizzato in zone con presenza di atmosfera potenzialmente esplosiva.

Infatti, le leghe Alluminio-Magnesio hanno la caratteristica di provocare scintille se sfregate con utensili metallici. Il magnesio è un metallo facilmente infiammabile e la sua presenza nella lega crea questo inconveniente che non è accettabile in un impianto antideflagrante.

La normativa europea EN 60079-0 ammette leghe di Alluminio con un contenuto in Magnesio fino al 6%.

Le leghe di alluminio utilizzate attualmente dalla maggior parte dei costruttori sono leghe Alluminio al Silicio, con una percentuale in lega di quest'ultimo che varia, a seconda della tecnologia di formatura, dal 5% al 13%.

Il rame è presente soltanto come impurità e le leghe primarie utilizzate possono contenere rame per un massimo dello 0,05% nei pani e dello 0,1% nel getto. Tali leghe garantiscono la perfetta protezione contro la corrosione in qualsiasi ambiente.

Si pensi che nel passato si utilizzavano normalmente leghe con contenuti in rame dallo 0,3% in su, quindi, nella condizione migliore, con una quantità di rame sei volte superiore di quanto avviene oggi.

La resistenza alla corrosione è un fattore relativo, in quanto è necessario considerare le condizioni ambientali che influiscono in maniera significante sulla natura dell'attacco. L'Alluminio e le sue leghe hanno generalmente un’eccellente resistenza alla corrosione in svariati e differenti ambienti.

Pur essendo un metallo chimicamente molto attivo, il suo comportamento è reso stabile dalla formazione di un film di ossido protettivo sulla sua superficie. Tale film, che in caso di rottura è in grado di riprodursi immediatamente, ha uno spessore, se formatosi in aria, che va da 50 a 100 Å.

In caso di esposizione ad atmosfere più aggressive, o quando migliorato con processi di crescita artificiale (anodizzazione), il film diviene più spesso.

Questa pellicola di ossido è trasparente, dura, aderente alla superficie e non sfogliata. Accidentali abrasioni della superficie della pellicola sono automaticamente riparate.

Pertanto le condizioni che originano la corrosione dell'alluminio e delle sue leghe sono quelle che abradono meccanicamente il film protettivo o favoriscono condizioni chimiche che degradano localmente lo stesso, minimizzando la disponibilità di ossigeno per la sua ricostruzione.

In linea generale, il film d'ossido protettivo è stabile in soluzioni acquose con Ph compreso tra 4,5 e 8,5, e non è attaccato da acidi e soluzioni alcaline, come, ad esempio, acido nitrico, acido acetico, silicato di sodio, idrossido d'ammonio.

Come per altri metalli, i fenomeni di corrosione sono connessi al passaggio di corrente tra zone anodiche e catodiche, quindi, alla differenza di potenziale delle diverse zone. A questo proposito va notato che l'entità e la morfologia dei fenomeni corrosivi sono legate a molti fattori, tra i quali la composizione dei microcostituenti, la loro localizzazione e la loro quantità.

La migliore resistenza alla corrosione si ottiene con l'Alluminio puro, tuttavia le sue leghe al silicio sono allo stesso modo altamente resistenti alla corrosione degli ambienti marini o delle zone classificate con presenza di vapori fortemente acidi o fortemente basici ove normalmente vengono installate le custodie a prova di esplosione.

Data pubblicazione: 01-11-2014

Argomento: Approfondimento