Perché le Tubazioni Galvanizzate Arrugginiscono?

Tubo galvanizzato è un materiale di tubo comune per la costruzione e l'industria. La sua superficie è coperta da uno strato di zinco per impedire che gli elementi ferrosi all'interno della tubatura in acciaio entrino in contatto con l'aria e l'umidità esterne, giocando così un ruolo antincorrosivo e antiruggine. Tuttavia, molti utenti hanno scoperto che le tubature in acciaio galvanizzato possono ancora arrugginire durante l'utilizzo delle tubazioni galvanizzate. Quindi, perché la tubazione galvanizzata arrugginisce? Qual è la causa dell'arrugginimento delle tubazioni galvanizzate? E qual sarà l'impatto del suo arrugginimento sull'uso effettivo? Questo articolo spiegherà queste questioni in dettaglio, e spero possa esserti utile.

Cos'è una Tubazione Galvanizzata?

La tubazione galvanizzata è una tubatura che forma un strato antiscorrosivo ricoprendo uno strato di zinco sulla superficie della tubatura in acciaio per migliorare la resistenza alla corrosione della tubatura. Lo scopo della galvanizzazione è quello di prevenire la corrosione ossidativa della tubatura stessa a causa del contatto con i mezzi come aria e acqua. In particolare, negli ambienti di utilizzo severi come l'umidità e il sale, lo strato galvanizzato fornisce una grande protezione.

In base ai diversi processi di galvanizzazione, le tubazioni galvanizzate possono essere divise in tubazioni galvanizzate a immersione calda e tubazioni galvanizzate elettrochimicamente.

• Tubazione galvanizzata a immersione calda: Il processo di galvanizzazione a immersione calda consiste nel riscaldare la tubatura in acciaio a una certa temperatura e immergerla in una vasca di zinco liquido. Attraverso reazioni chimiche, lo strato di zinco si combina con la superficie della tubatura in acciaio formando uno strato di lega zinco-ferro. Lo strato di zinco delle tubature galvanizzate a immersione calda è più spesso, generalmente fino a 60-80 micron, e ha una buona resistenza alla corrosione.
• Tubo elettro-galvanizzato: Il rivestimento di zinco viene applicato sulla superficie del tubo in acciaio mediante elettroplaccatura o spruzzatura. Il rivestimento di zinco dei tubi elettro-galvanizzati è relativamente sottile, di solito tra i 5-15 micron. Sebbene l'effetto antincorrosivo non sia così efficace come per la galvanizzazione a immersione calda, la uniformità del rivestimento di zinco può essere controllata durante l'elaborazione.

Il Principio Antincorrosivo della Galvanizzazione

Il principio antincorrosivo del tubo galvanizzato si basa sull'effetto di "anodo sacrificale" dello zinco. L'attività metallica del rivestimento di zinco è elevata. Quando la superficie del tubo entra in contatto con l'ambiente esterno, lo zinco reagisce per primo ossidandosi e formando ruggine di zinco (ZnO). Questo strato di ruggine di zinco può isolare ulteriori erosioni da ossigeno e umidità, proteggendo il corpo del tubo in acciaio dalla corrosione.

Perché I Tubi Galvanizzati s Arrugginiscono?

Anche se il rivestimento di zinco delle tubazioni galvanizzate può prevenire efficacemente la corrosione in teoria, nella pratica potrebbe comunque verificarsi ruggine. Le cause della ruggine delle tubazioni galvanizzate sono solitamente le seguenti:

Danno al rivestimento di zinco:

Il rivestimento protettivo sulla superficie delle tubazioni galvanizzate è costituito da uno strato di zinco. Se durante l'uso lo strato di zinco viene danneggiato da impatti meccanici, usura, graffi o altri fattori, lo strato di zinco potrebbe staccarsi o rompersi, esponendo la superficie della tubatura in acciaio all'ambiente esterno e rendendola suscettibile a corrosione. Questa situazione è più comune durante l'installazione delle tubature, specialmente nei luoghi come gomiti e giunture, dove lo strato di zinco viene danneggiato a causa di manovre frequenti.

Problemi di qualità della galvanizzazione:

L'effetto anti-corrosivo dei tubi galvanizzati è direttamente correlato alla spessore e all'uniformità del strato di zinco. Se il processo di produzione del tubo galvanizzato non è conforme, causando uno spessore irregolare dello strato di zinco o una scarsa adesione dello strato di zinco, potrebbe far sì che alcune aree espongano la superficie del tubo in acciaio, aumentando il rischio di corrosione.

• Spessore irregolare dello strato di zinco: Se lo spessore dello strato di zinco è irregolare durante il processo di galvanizzazione, le aree deboli sono soggette a corrosione.
• Adesione scadente dello strato di zinco: Lo strato galvanizzato non è saldamente legato alla superficie del tubo in acciaio, e si stacca facilmente sotto l'azione di forze esterne, causando la ruggine del tubo.
• Difetti nel processo di galvanizzazione: Durante il processo di galvanizzazione a immersione calda, se la temperatura della vasca di zinco è instabile, il tempo di immersione è troppo lungo o troppo breve, la qualità dello strato di zinco diminuisce e possono formarsi difetti sulla superficie del tubo.

Influenza dei fattori ambientali:

La ruggine dei tubi galvanizzati è strettamente legata all'ambiente in cui si trovano.

• Umidità e clima: Un'alta umidità e condizioni climatiche umide accelerano il processo di ossidazione del rivestimento in zinco, specialmente con frequenti cambiamenti di temperatura, quando la superficie del tubo è soggetta a condensa e forma gocce d'acqua, ulteriormente accelerando la corrosione.
• Corrosione da nebbia salina: I tubi vicino al mare o in aree salino-alcaline sono particolarmente suscettibili alla corrosione da nebbia salina. La nebbia salina si attacca alla superficie del tubo, creando un ambiente elettrolitico, facendo sì che il rivestimento in zinco si corroda facilmente, esponendo il metallo base e causando quindi la ruggine.
• Ambiente acido e alcalino: Gli ambienti contenenti gas acidi e alcalini, come le aree industriali e le fabbriche chimiche, accelerano altresì la corrosione dei tubi galvanizzati. Sostanze corrosive come i gas acidi, solfuri e cloruri hanno un forte effetto corrosivo sui tubi galvanizzati.

Influenza della qualità dell'acqua:

La qualità dell'acqua è direttamente correlata alla velocità di corrosione delle tubazioni galvanizzate. In alcuni ambienti acquosi altamente corrosivi (come fonti d'acqua contenenti sostanze acide), persino le tubazioni galvanizzate hanno difficoltà a evitare la ruggine.

• PH dell'acqua: il pH dell'acqua influenza direttamente la velocità di corrosione delle tubazioni galvanizzate. L'acqua acida (valore di pH inferiore a 7) ha un forte effetto corrosivo sull'estrato di zinco, causando la dissoluzione dello strato di zinco.
• Acqua dura e acqua morbida: l'acqua dura contiene più minerali (come ioni di calcio e magnesio). Il trasporto a lungo termine attraverso tubazioni galvanizzate può facilmente formare tartaro sulle pareti interne della tubatura, promuovendo la corrosione. L'acqua morbida è generalmente più reattiva e reagisce facilmente con il zinco, accelerando la dissoluzione del zinco.  
• Sostanze corrosive: quando l'acqua contiene sostanze corrosive come solfuro e ammoniaca, la velocità di corrosione delle tubazioni galvanizzate aumenterà, causando anche gravi perdite di tubazione.

Corrosione elettrochimica:

Il fenomeno di corrosione elettrochimica è causato dalla differenza di potenziale generata quando metalli diversi entrano in contatto in un ambiente elettrolitico, il che comporta la corrosione del metallo. Nel sistema di tubi galvanizzati, la corrosione elettrochimica si verifica principalmente nelle seguenti situazioni:

• Contatto tra metalli diversi: Quando il tubo galv è in contatto diretto con altri metalli (come rame, alluminio, ecc.), a causa della differenza di potenziale, lo zinco, come anodo sacrificale, corrode prima degli altri metalli, causando una corrosione accelerata del tubo galvanizzato.
• Giunzioni delle tubazioni: Alle giunzioni delle tubazioni, nei tubi di protezione per cavi e in altri punti, spesso si accumula corrente o differenza di potenziale, aggravando la reazione di corrosione.

Affievolimento dell'effetto di anodo sacrificale dello strato di zinco:

Sebbene l'effetto di anodo sacrificale dello zinco possa prevenire efficacemente la corrosione, quando lo strato di zinco è troppo sottile o viene consumato prematuramente in un ambiente corrosivo, l'effetto di anodo sacrificale si indebolisce, causando l'esposizione della matrice della tubatura in acciaio e aumentando il rischio di ruggine.

• Spessore insufficiente dello strato di zinco: Se lo strato di zinco della tubazione galvanizzata è troppo sottile, l'effetto protettivo dello zinco fallirà rapidamente e il processo di corrosione dell'acciaio sarà accelerato.
• Consumo prematuro dello strato di zinco: In uso prolungato, specialmente in un ambiente altamente corrosivo, lo strato di zinco viene consumato troppo velocemente, l'effetto di anodo sacrificale si indebolisce e la matrice della tubatura in acciaio viene gradualmente esposta.

Effetti della ruggine sulle tubazioni galvanizzate

1). Riduzione della durata delle tubature: Una volta galv pipes sono arrugginiti, la loro capacità portante, la resistenza alla pressione e la resistenza agli impatti sarà ridotta e la loro durata sarà notevolmente accorciata. L'invecchiamento delle tubazioni causato dalla corrosione rende impossibile sopportare lo stress sotto un flusso d'acqua ad alta pressione o altre condizioni di lavoro, e è facile che si rompano o perdano.

2).Inquinamento dell'acqua: L'inquinamento da zinco causato dalla corrosione delle tubazioni galvanizzate può avere un impatto negativo sull'ambiente. Specialmente nei sistemi di fornitura idrica municipale, le perdite di zinco possono causare inquinamento dell'acqua e influire sulla sicurezza dell'acqua potabile. Inoltre, le perdite dalle tubature arrugginite possono causare un certo inquinamento al suolo e alla vegetazione circostante, influenzando l'ambiente ecologico.

3).Minacce per la sicurezza strutturale: La corrosione delle tubazioni galvanizzate non influisce solo sulle tubazioni stesse, ma può anche interessare la struttura portante delle tubazioni. Ad esempio, nei settori elettrico e delle telecomunicazioni, le tubazioni galvanizzate vengono spesso utilizzate per sorreggere e proteggere i cavi. Se le tubazioni galvanizzate sono fortemente corrode, ciò potrebbe causare la rottura dei cavi o danni alla loro protezione esterna, il che a sua volta influisce sull'instabilità e sulla sicurezza del sistema complessivo.

Misure antincorrosione per tubazioni galvanizzate

Miglioramento della qualità della galvanizzazione

Assicurarsi che l'uniformità, lo spessore e l'aderenza dello strato di zinco rispettino gli standard può aumentare notevolmente la capacità antincorrosiva delle tubazioni galvanizzate. Durante il processo produttivo, è necessario controllare rigorosamente la temperatura, la concentrazione e altri parametri di processo della soluzione di galvanizzazione per garantire la qualità dello strato di zinco.

Prevenire i danni meccanici

I danni meccanici e l'usura dovrebbero essere preventivati durante il trasporto, l'installazione e l'uso della condotta. Una volta che la superficie del tubo galvanizzato viene colpita, graffiata o urtata, il livello di zinco si danneggia facilmente, esponendo il metallo base del tubo in acciaio, il che può causare facilmente corrosione. Pertanto, durante il processo di installazione bisogna prestare attenzione per evitare danni alla pellicola di zinco. I danni meccanici possono essere ridotti con le seguenti misure:

• Utilizzare materiali di imballaggio morbidi: durante il trasporto e la manovra, utilizzare materiali protettivi morbidi come schiuma, film plastico, ecc. per avvolgere il tubo e ridurre gli urti e la frizione.
• Evitare colpi diretti durante l'installazione: utilizzare strumenti di installazione professionali come supporti e morsetti per tubi per evitare colpi diretti sul tubo.

Revestimento antincorrosivo e strato galvanizzato supplementare

Per i luoghi dove tubo metallico galvanizzato se utilizzato in un ambiente severo, possono essere applicati ulteriori rivestimenti antiruggine all'esterno della tubatura. Questi rivestimenti sono solitamente realizzati con materiali come resina epoxica, poliuretano, polietilene, ecc., che possono migliorare ulteriormente le prestazioni antiruggine e prolungare la durata del tubo galvanizzato.

• Rivestimento epoxico: Ha buona adesione e resistenza alla corrosione ed è adatto per ambienti industriali esigenti.
• Rivestimento in polietilene: Per le tubature sepolte, il rivestimento in polietilene può prevenire efficacemente l'infiltrazione di umidità, sostanze acide e alcaline e impedire la corrosione.

Inoltre, in alcuni casi speciali, quando il rivestimento di zinco è parzialmente danneggiato, è possibile utilizzare il metodo di rigalvanizzazione per riparare l'area danneggiata e ripristinare la capacità antiruggine della tubazione.

Rafforzare il controllo ambientale

Quando si selezionano tubi galvanizzati, è necessario considerare l'ambiente di installazione. Per i tubi esposti a ambienti umidi, con alta presenza di spruzzi salini, acidi o alcalini, dovrebbero essere selezionati tubi con una maggiore resistenza alla corrosione oppure dovrebbero essere adottate misure per controllare l'ambiente.

• Ridurre l'esposizione ad aree ad alta umidità: Ad esempio, in aree umide o in ambienti all'aperto, cercare di adottare misure per ridurre il tempo e l'area di esposizione dei tubi, come ad esempio la costruzione di ripari o tetti.
• Migliorare le condizioni di ventilazione: Attraverso un rafforzamento della circolazione d'aria, ridurre la trattenzione di umidità sulla superficie del tubo e rallentare la reazione di corrosione.

Ispezione e manutenzione regolari

Attraverso ispezioni regolari, è possibile scoprire tempestivamente i problemi di corrosione e adottare misure di riparazione. Il contenuto delle ispezioni include l'integrità del rivestimento in zinco, se la superficie si sta staccando o incrinando, e se vi è accumulo di acqua o formazione di depositi all'interno del tubo.

• Ispezione regolare: Per tubi galvanizzati esposti, le ispezioni possono essere effettuate ogni sei mesi o annualmente, soprattutto alle giunzioni dei tubi, gomiti, flange e altre parti per controllare la presenza di corrosione o danni.
• Ispezione interna: Per tubi galvanizzati sepolti o che non possono essere osservati direttamente, è possibile valutare lo stato della parete interna del tubo attraverso ispezioni con endoscopio, test ultrasuoni e altri metodi.

Utilizzo di inibitori di corrosione

In alcuni sistemi di tubazioni, specialmente quelli per acqua o gas, possono essere utilizzati inibitori di corrosione per ridurre l'incidenza della corrosione. Questi inibitori generalmente rallentano il progresso delle reazioni di corrosione modificando l'ambiente chimico all'interno ed all'esterno del tubo.

• Trattamento della qualità dell'acqua: Per i tubi galvanizzati utilizzati in tubazioni idrauliche, possono essere adottati metodi come l'ammorbidente dell'acqua, la rimozione di ossigeno dissolto e ioni corrosivi presenti nell'acqua per ridurre la possibilità di corrosione.
• Protezione da gas: In condotte di trasmissione di gas, possono essere iniettati alcuni gas protettivi per modificare la composizione o la pressione del gas e rallentare la corrosione.

Selezionare materiali adatti per le condotte

Per sistemi di tubazioni esposti a ambienti estremi per lungo tempo, oltre alle tubazioni galvanizzate, sono disponibili anche altri materiali con maggiore resistenza alla corrosione. Ad esempio, tubi in PVC, tubi in PE, tubi in acciaio inox, ecc. Questi materiali hanno una maggiore resistenza alla corrosione rispetto ai tubi galvanizzati ed sono particolarmente adatti per alcune applicazioni speciali.

• Tubi in acciaio inossidabile: L'acciaio inossidabile ha una forte resistenza alla corrosione e una lunga durata, ed è adatto per situazioni che richiedono un'elevatissima resistenza alla corrosione.
• Tubi in PE, tubi in PVC: Questi materiali di tubazione in plastica hanno una buona resistenza alla corrosione ed sono particolarmente adatti per il trasporto di mezzi liquidi come acqua e gas.

La ruggine dei tubi galvanizzati è un problema comune, ma attraverso una scelta ragionevole di materiali, costruzione e manutenzione, la durata dei tubi galvanizzati può essere estesa efficacemente.

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