Acciaio resistente agli agenti atmosferici - Utilizzo e preparazione negli stati non rivestito e rivestito
L'acciaio resistente agli agenti atmosferici è un tipo di lega di acciaio caratterizzata dalla formazione di uno strato stabile e resistente alla corrosione-sulla sua superficie dopo anni di esposizione agli agenti atmosferici, eliminando la necessità di verniciatura in molti ambienti. US Steel (USS) possiede il marchio registrato COR-TEN, un nome che rappresenta due caratteristiche chiave di questo tipo di acciaio: resistenza alla corrosione ed elevata robustezza.
L'invecchiamento si riferisce alla composizione chimica di questi acciai, che conferisce loro una maggiore resistenza alla corrosione atmosferica rispetto ad altri acciai. Questo perché gli agenti atmosferici fanno sì che l'acciaio formi uno strato protettivo di ruggine sulla sua superficie. L'effetto di inibizione della corrosione-di questo strato protettivo è determinato dalla distribuzione e dalla concentrazione degli elementi di lega nella composizione chimica dell'acciaio (come mostrato nella Figura 1). Questo strato protettivo si forma attraverso gli agenti atmosferici. In altre parole, l’acciaio deve arrugginirsi per formare questo strato protettivo.
L’utilizzo dell’acciaio resistente agli agenti atmosferici nelle costruzioni presenta diverse sfide. Potrebbero essere necessari tecniche o materiali di saldatura speciali per garantire che i giunti saldati mantengano la stessa resistenza agli agenti atmosferici di altri materiali. L'acciaio resistente agli agenti atmosferici in sé non è completamente resistente alla ruggine-; se l'acqua si accumula all'interno dell'acciaio o rimane umido per periodi prolungati, la corrosione in queste zone si verificherà più rapidamente, rendendo necessarie misure di drenaggio o asciugatura. L'acciaio resistente agli agenti atmosferici è altamente sensibile ai climi subtropicali umidi, dove il suo strato protettivo di ossido può diventare instabile e continuare a corrodersi. Anche l'acciaio resistente agli agenti atmosferici offre scarse prestazioni in aree con elevata esposizione al cloruro. Il normale invecchiamento superficiale dell'acciaio resistente agli agenti atmosferici può anche portare alla formazione di ruggine sulle superfici vicine.
La velocità con cui alcuni acciai resistenti agli agenti atmosferici formano lo strato di ruggine desiderato è significativamente influenzata dagli inquinanti atmosferici, che catalizzano la corrosione. Mentre questo processo di ruggine in genere procede bene nei grandi centri urbani, è molto più lento negli ambienti rurali.
Come accennato in precedenza, l'acciaio resistente agli agenti atmosferici forma uno strato di ruggine resistente e protettivo in condizioni adeguate, inibendo un'ulteriore corrosione. Secondo SteelConstruction.info, l'acciaio resistente agli agenti atmosferici ha un tasso di corrosione estremamente basso, quindi i ponti costruiti con acciaio resistente agli agenti atmosferici non verniciato possono raggiungere la durata prevista di 120- anni con una manutenzione minima. Pertanto, in condizioni adeguate, i ponti in acciaio resistente agli agenti atmosferici ben-progettati rappresentano una soluzione economicamente vantaggiosa con costi di manutenzione molto bassi.
Negli ambienti umidi e atmosferici, tutti gli acciai basso-legati arrugginiscono; la velocità di ruggine dipende dalla misura in cui l'ossigeno, l'umidità e gli inquinanti atmosferici entrano in contatto con la superficie metallica. Con il progredire del processo di ruggine, lo strato di ruggine forma una barriera, impedendo la penetrazione di ossigeno, umidità e contaminanti, rallentando così il tasso di ruggine.
Lo strato di ruggine che si forma sulla superficie del comune acciaio al carbonio- laminato a caldo è poroso e col tempo si stacca dalla superficie, riavviando il ciclo di corrosione. La velocità di corrosione varia secondo una serie di curve crescenti approssimativamente lineari, la cui pendenza dipende dalla corrosività dell'ambiente.
Il processo di ruggine dell'acciaio resistente agli agenti atmosferici è simile a quello dell'acciaio normale, ma specifici elementi leganti nell'acciaio formano uno strato di ruggine stabile che aderisce saldamente al metallo di base e ha una porosità inferiore. Questo strato di ruggine si forma in condizioni alternate di umido e secco, formando una barriera protettiva che impedisce l'ulteriore penetrazione di ossigeno, umidità e contaminanti, riducendo così in modo significativo l'ulteriore perdita di metallo. È importante notare che lo strato di ruggine deve potersi asciugare per formarsi. Se la superficie rimane umida, l'acciaio resistente agli agenti atmosferici continuerà a corrodersi. Allo stesso modo, se l'ambiente è gravemente contaminato da cloruri (ad esempio, edifici vicino all'oceano o aree esposte a sale antigelo e umidità persistente), lo strato di ruggine non può formarsi correttamente. Tuttavia, in condizioni ambientali adeguate, il tasso di corrosione dell’acciaio resistente agli agenti atmosferici è molto inferiore a quello dell’acciaio strutturale ordinario.
