Quando si fa riferimento al settore siderurgico, si sta parlando del settore specifico della metallurgia che si occupa del trattamento dei minerali ad alto contenuto di ferro dai quali si ottengono, tramite tecniche ben precise, il ferro ed altri tipi di leghe contenenti ferro quali l’acciaio, la ghisa e gli acciai legati.
Qual è il ruolo dell’acciaio in questo settore e cenni storici
Tra i vari prodotti siderurgici, l’acciaio – che è una lega di ferro e carbonio – ha sempre rivestito importanza strategica nell’industria siderurgica.
Facendo un breve excursus storico, si può affermare che l’industria dell’acciaio è parte integrante del sistema produttivo nazionale da almeno un secolo e mezzo, sebbene l’attuale assetto produttivo può farsi risalire solo al secondo dopoguerra: in quegli anni, infatti, lo Stato si pose in prima linea nel rilancio dell’economia nazionale, dando vita al cosiddetto “boom” economico italiano, portando creando moderni stabilimenti industriali come gli insediamenti di Genova – Cornigliano, Bagnoli e Piombino e facendo in modo che i costi siderurgici italiani si allineassero a quelli esteri. In tal modo, si alimentò la domanda e si sospinse lo sviluppo.
Successivamente, e siamo negli anni ’60, le partecipazioni statali diedero vita alla realizzazione dei poli siderurgici di Trieste e Taranto: crebbe notevolmente la capacità produttiva nazionale ed in breve tempo l’industria siderurgica italiana assunse posizioni di leadership mondiale.
Ad oggi, sebbene la crisi globale economico – finanziaria abbia fortemente ridimensionato il settore siderurgico, tale industria è ancora un importante comparto del sistema industriale del Paese.
Le caratteristiche dell’acciaio ed i suoi utilizzi nell’industria
Fatta tale premessa storica, il nostro obiettivo nel presente articolo è parlare di alcune operazioni che vengono svolte sull’acciaio, ossia del decapaggio e della passivazione, che sono due dei principali servizi che BAMA-Technologies propone al mercato.
Prima di andare nello specifico su tali operazioni, vogliamo accennare alle proprietà dell’acciaio. Non è un caso che esso abbia occupato un posto di rilievo fin dalle origini della società industriale e proprio grazie alle sue proprietà è riuscito ad accompagnare lo sviluppo tecnologico.
Tre caratteristiche vanno citate su tutte:
- l’alta resistenza alle pressioni, alle alte temperature, agli agenti atmosferici, agli agenti corrosivi;
- la duttilità, vale a dire la capacità di subire una deformazione prima di arrivare alla rottura;
- la riciclabilità che ne permette il riutilizzo per un numero infinito di volte.
Come accennato, l’acciaio è largamente utilizzato in diversi comparti produttivi. Vogliamo citare i principali settori di utilizzo:
- costruzioni e infrastrutture: le caratteristiche di flessibilità, leggerezza e resistenza alle sollecitazioni ed alle temperature permettono la realizzazione di grandi opere;
- trasporti: l’acciaio rappresenta tra il 50 ed il 70% del peso di un’automobile. Inoltre, il suo utilizzo è primario nell’industria ferroviaria, navale ed aeronautica;
- estrazione e distribuzione degli idrocarburi: solo l’acciaio può garantire soluzioni affidabili e sicure per i pozzi di estrazione presenti nelle piattaforme in mare aperto o in regioni artiche nonché per la realizzazione di oleodotti e gasdotti;
- industria chimica e petrolchimica: le tubazioni devono resistere all’azioni corrosiva dei fluidi trattati;
- centrali elettriche: caldaie, turbine e condensatori, sono tutti componenti che vengono realizzati in acciaio;
- elettrodomestici e sanitari: i laminati in acciaio partecipano alla produzione di grandi elettrodomestici, componenti degli stessi e sanitari;
- contenitori e imballaggi: ciò grazie all’elevato livello di igiene e resistenza ai batteri, nonché resistenza alla corrosione;
- industria meccanica e manifatturiera.
I processi di decapaggio e passivazione dell’acciaio inossidabile
Un particolare tipo di prodotto siderurgico è l’acciaio inossidabile che differisce dall’acciaio per la presenza prevalente di cromo, in una percentuale di circa il 10,5% tra gli elementi oltre il ferro.
Su di esso, come accennato, BAMA-Technologies effettua, tra le altre cose, le operazioni di decapaggio e passivazione.
Quando si parla di acciaio inossidabile, spesso si tende a pensare ad un materiale che rimane inalterato agli attacchi esterni di corrosione. In effetti, è proprio la relativa elevata percentuale di cromo contenuta nella lega che permette alla stessa di ricoprirsi spontaneamente di uno strato di ossido di cromo sottile, compatto e trasparente, denominato “film di passività”: grazie ad esso, l’acciaio è appunto preservato dall’attacco degli agenti esterni.
Vi sono, però, delle condizioni da rispettare affinché ciò descritto avvenga. Innanzitutto, in taluni metalli la presenza di cromo deve raggiungere percentuali anche superiori del 10,5% (attorno al 12%). Oltre a ciò, la possibilità che si formi lo strato passivo dipende anche dalle condizioni ambientali, in particolare dal tenore di ossigeno dell’ambiente, dal suo grado di acidità/basicità e dalla temperatura.
Infine, per far sì che il meccanismo della passivazione si verifichi e si mantenga stabile nel tempo, lo strato superficiale dell’acciaio deve essere esente da elementi che possano ostacolare o ritardare il processo: pensiamo, ad esempio, a ossidi di saldatura o a quelli derivanti da alterazioni termiche, alle sostanze contaminati quali particelle di altri materiali metallici o, ancora, alle sporcizie varie.
I succitati elementi possono portare la superficie incontro a fenomeni quali il pitting o il crevice corrosion. In tali casi, affinché il manufatto in acciaio inossidabile acquisisca le proprie caratteristiche anticorrosive è necessario che la sua superficie sia ripulita: ciò avviene, appunto, attraverso le operazioni di decapaggio e passivazione.
Il processo di decapaggio
Il processo di decapaggio ha la finalità di rimuovere le scaglie di ossidi resistenti che si possono formare in seguito a riscaldamenti a temperature elevate e con un’atmosfera ossidante: pensiamo ai processi di laminazione a caldo o alle operazioni di saldatura, ad esempio.
Il decapaggio può essere meccanico e chimico.
Il primo è effettuato con sabbie silicee, sfere di vetro e spazzole di acciaio inossidabile le quali non dovranno mai aver lavorato precedentemente con altri materiali metallici: ciò al fine di evitare fenomeni di contaminazione.
Se gli strati ossidi sono particolarmente resistenti o se la grandezza del manufatto è notevole, si procede al decapaggio chimico che prevede l’uso di bagni acidi, o di applicazioni di prodotto decapante gelificato.
Essi si basano comunemente sull’uso di soluzioni o acido nitrico più acido fluoridrico a temperature superiori di quelle ambientali.
Il processo di passivazione
Dopo il decapaggio si procede al lavaggio del manufatto per eliminare tutte le impurità e gli ossidi solubilizzati dall’azione acida.
Si passa, così, al processo di passivazione. Esso ha l’obiettivo di ripristinare in modo controllato il naturale strato passivo dell’acciaio inossidabile, eliminando, allo stesso tempo, altre eventuali tracce di contaminazione superficiale.
La passivazione prevede un ulteriore bagno o trattamento a spruzzo con soluzioni a base nitrica o citrica. Lo scopo della passivazione è quello di ripristinare la “pellicola” di protezione: in tal modo, di fatto, si accelera in pochi minuti il processo di passivazione naturale dell’acciaio inossidabile.
Pare evidente, allora, come il procedimento di passivazione dell’acciaio inossidabile si renda indispensabile in ambienti industriali, quali fabbriche ed officine, in cui lo stesso acciaio inox entrerà inevitabilmente in contatto con elementi contaminanti.
Riferimenti normativi del decapaggio e della passivazione
Le maggiori indicazioni su come eseguire in sicurezza i processi di decapaggio e passivazione sono fornite da due norme americane, ossia la ASTM A-380 e la ASTM A-967: in esse sono riportate le formulazioni, le temperature, le tempistiche e le pratiche per procedere alle operazioni di decapaggio e passivazione delle varie tipologie di acciaio inossidabile.
Naturalmente, BAMA-Technologies opera proprio nel rispetto di tali norme.
