Protezione contro la corrosione delle strutture in acciaio: perché iniziare con le connessioni nascoste?

Essendo impegnati nel settore delle strutture in acciaio da oltre 20 anni, spesso incontriamo colleghi che ci chiedono: "Utilizziamo i migliori rivestimenti anticorrosione, ma perché la ruggine inizia ad apparire dopo soli tre o cinque anni?" Alcuni colleghi ci chiedono anche: "Lucidate ripetutamente angoli e aree difficili da raggiungere, sprecando manodopera e risorse. Qual è il punto?" Esploriamo ora il rapporto tra lucidatura dei “nodi” e anticorrosione.

Quando molte persone ispezionano e accettano progetti anticorrosione, la loro prima preoccupazione è se le grandi superfici siano uniformemente colorate e se il film di vernice sia continuo. Se sembrano belli, presumono che la qualità sia buona. Tuttavia, i reali rischi di corrosione non compaiono mai prima nei punti più evidenti. Si nascondono sempre nei bordi taglienti, nei fori dei bulloni, nei bordi delle saldature e nelle aree vicine alle giunzioni. Questi "nodi" possono sembrare insignificanti, ma sono gli anelli più vulnerabili dell'intero sistema anticorrosione della struttura in acciaio e anche il costo della riparazione nella fase successiva è il più alto. La parte veramente difficile della gestione anticorrosione delle strutture in acciaio risiede proprio in questi nodi facilmente trascurabili.

Perché i nodi sono più soggetti a problemi?

Attraverso la nostra esperienza in numerosi progetti, abbiamo identificato che i nodi soggetti a problemi generalmente condividono tre caratteristiche comuni:

In primo luogo, la forma è irregolare, rendendo difficile il controllo della qualità della spruzzatura.

Quando si spruzza su grandi superfici, la distanza della pistola a spruzzo, la velocità di spruzzatura e l'ampiezza di sovrapposizione sono relativamente facili da controllare, con il risultato di uno spessore uniforme della pellicola di vernice. Tuttavia, quando si tratta di angoli, bulloni, cordoni di saldatura e aree vicino ai fori, le forme complesse rendono difficile mantenere una copertura uniforme di vernice: alcune aree potrebbero avere uno spessore della pellicola insufficiente, alcune potrebbero presentare accumuli e cedimenti di vernice e alcune posizioni tendono a formare punti ciechi o addirittura a lasciare fori di spillo.

Abbiamo condotto dei test e scoperto che lo spessore del film di vernice ad angoli retti netti è spesso solo il 30%-50% di quello su grandi superfici piane. Dopo che la vernice si è indurita e si è ritirata, sui bordi possono apparire degli spazi invisibili a occhio nudo, rendendo facile la penetrazione di mezzi corrosivi da queste posizioni.

In secondo luogo, il trattamento superficiale è più difficile da ottenere una pulizia completa.

Spruzzi di saldatura residui, scorie e incrostazioni di ossido sono inevitabili vicino al cordone di saldatura, mentre nella posizione di rifilatura si formano spesso bave e spigoli vivi. Polvere, olio e persino sale residuo tendono ad aderire all'area attorno ai fori dei bulloni. Queste impurità possono sembrare insignificanti, ma possono influenzare direttamente l'adesione del rivestimento.

Molti progetti potrebbero non presentare alcun problema una volta completate le misure anticorrosione. Tuttavia, dopo diversi cicli di lavaggio con acqua piovana, alternando differenze di temperatura tra freddo e caldo e radiazioni ultraviolette, i difetti sottostanti si ingrandiranno gradualmente, evolvendo da ruggine localizzata a corrosione estesa.

In terzo luogo, i nodi sono più inclini ad accumulare mezzi corrosivi.

Per le strutture in acciaio utilizzate all'esterno, l'acqua piovana scorre lungo la superficie dei componenti. Nei nodi con scarso drenaggio, il vapore acqueo rimane molte volte più a lungo che su grandi superfici piane. Se situati in aree costiere, parchi chimici, ponti o impianti industriali, saranno soggetti anche agli effetti corrosivi dei sali di cloruro, alle atmosfere acido-base e alla deposizione di polvere.

La più grande minaccia alla corrosione è "l'umidità a lungo termine, la sporcizia a lungo termine e la negligenza a lungo termine delle ispezioni". Se un nodo soddisfa contemporaneamente queste tre condizioni diventa naturalmente una “breccia” per corrosione.

Molti casi di cedimento per corrosione iniziano con uno spessore del film "irregolare".

La maggior parte degli schemi anticorrosione attuali specificano i requisiti di spessore totale del film, come lo spessore del primer, dello strato intermedio e dello strato superiore in micrometri. Questi sono, ovviamente, indicatori di base. Tuttavia, abbiamo sempre sottolineato nella gestione e nel controllo del progetto che l'ispezione di accettazione in loco non dovrebbe concentrarsi solo sullo spessore medio del film, ma prestare molta attenzione anche allo spessore del film sui bordi e allo spessore del film locale.

Gli spigoli vivi sono i punti di rischio più tipici. È difficile che la vernice formi uno spessore sufficiente sugli spigoli vivi e si restringerà ulteriormente dopo l'indurimento. Più il bordo è affilato, più è probabile che la pellicola di rivestimento diventi più sottile. Pertanto, gli ingegneri esperti richiederanno la smussatura e la lucidatura degli spigoli vivi dei componenti e persino il pre-rivestimento di angoli, saldature e aree dei bulloni in anticipo.

Il processo di pre-rivestimento è ad alta intensità di manodopera e può essere facilmente omesso. Ma la differenza qualitativa in molti progetti sta proprio in questo passaggio: la spruzzatura su grandi superfici può sembrare efficace, ma se i nodi non vengono trattati preventivamente, per quanto spesso venga applicato lo strato di finitura successivamente, non riesce a compensare i difetti dello strato sottostante.

La prevenzione della corrosione dei cordoni di saldatura non è mai così semplice come "basta spruzzarlo".

I giunti di saldatura sono il tipo più complesso tra tutti i nodi. La saldatura stessa ha altezze irregolari e nelle vicinanze è presente anche una zona interessata dal calore della saldatura. Se il trattamento superficiale non è adeguato, il rivestimento può facilmente formare aree deboli vicino al piede di saldatura, al sottosquadro e ai punti di spruzzo.

Alcune saldature possono sembrare verniciate ma in realtà la vernice non ha raggiunto le zone incassate. Una volta entrata l'umidità, la corrosione si diffonderà gradualmente lungo la saldatura. Quando la ruggine è visibile sulla superficie, la corrosione interna è già grave. Esiste un'altra situazione più subdola: piccole aree di formazione di bolle compaiono prima vicino alla saldatura. Durante le riparazioni in loco si presuppone che si tratti di un problema con la finitura. Tuttavia, dopo la levigatura e la riverniciatura, il problema si ripresenta presto. In questo caso, il problema spesso non è legato al rivestimento di finitura, ma piuttosto a una combinazione di preparazione superficiale inadeguata, scarsa adesione del primer, difetti di aspetto della saldatura e agenti di corrosione localizzati. La semplice riparazione della superficie non risolve la causa principale.

L'area di connessione dei bulloni è il punto cieco anticorrosivo più facilmente sottovalutabile.

 L’area di connessione dei bulloni pone un altro problema significativo e di lunga data in termini di prevenzione della corrosione. Quest'area presenta intrinsecamente spazi vuoti, bordi e ostruzioni ed è soggetta a lividi durante l'installazione. Dopo il serraggio, emergono numerosi piccoli spazi tra la guarnizione, il dado e la piastra di collegamento, rendendo difficile l'asciugatura una volta che l'acqua si infiltra in questi spazi.

Se la sequenza di connessione e le finestre di ritocco non vengono pianificate adeguatamente prima della costruzione e vengono gestite solo dopo l'installazione dell'intera struttura, molti punti diventeranno difficili da levigare e spruzzare, diventando alla fine "vicoli ciechi" in termini di prevenzione della corrosione.

Questo è anche ciò che sottolineiamo sempre ai nostri clienti: quando si tratta di prevenzione della corrosione delle strutture in acciaio, non è solo una questione di qualità del rivestimento stesso. Ogni aspetto, tra cui progettazione, lavorazione, installazione, trattamento superficiale e sequenza di rivestimento, può influire sulla durata finale della resistenza alla corrosione. Il rivestimento è solo l'ultimo passaggio nella formazione e protezione della pellicola. Se i passaggi precedenti non vengono gestiti correttamente, anche il rivestimento migliore dovrà portare la colpa dei processi precedenti.

Il costo della rilavorazione dei nodi è molte volte superiore a quello della produzione su larga scala.

Quando un nodo incontra un problema, il costo di riparazione è spesso molto più alto di quello di una grande superficie piana. Almeno per le grandi superfici piane, la riparazione può essere chiaramente visibile, facilmente accessibile e comoda per la molatura. Tuttavia, le posizioni dei nodi sono spesso in luoghi elevati, ad angolo, sul retro delle apparecchiature, nella parte inferiore dei supporti o in aree con condutture dense. Durante la riparazione è necessario montare le impalcature, coordinare il lavoro per i tempi di inattività, eseguire la rimozione locale della ruggine e considerare la compatibilità dei rivestimenti nuovi e vecchi. Infine, lo spessore e l'aspetto del film devono essere ricontrollati e accettati.

Molte volte, la parte più costosa della riparazione non è la verniciatura, ma i costi dei tempi di fermo, della manodopera, delle spese di sollevamento, degli investimenti nelle misure di sicurezza e persino del risarcimento per i ritardi del progetto. Pertanto, quando realizziamo progetti anticorrosione, non calcoliamo mai solo "quanto costa un barile di vernice", ma ci interroghiamo prima sulle questioni chiave.

Come viene gestito questo sistema anticorrosione nelle posizioni dei nodi? Esistono requisiti per il prerivestimento delle saldature e degli spigoli vivi? Come viene riapplicato il rivestimento dopo l'installazione nella zona dei bulloni? Come viene controllato lo spessore del film locale in loco? Quali luoghi richiedono un'ispezione speciale durante la manutenzione successiva? Chiarindo in anticipo questi aspetti, il rischio anticorrosione del progetto può essere ridotto almeno del 70%.

Un buon piano anticorrosione deve includere “requisiti dei nodi”

Un piano anticorrosivo affidabile per le strutture in acciaio dovrebbe non solo delineare la combinazione di primer, strato intermedio e rivestimento superiore, ma anche indicare chiaramente i requisiti per il trattamento dei nodi: ad esempio, gli spigoli vivi dovrebbero essere smussati, le bave dovrebbero essere lucidate, gli spruzzi di saldatura e le scorie devono essere ripuliti e il prerivestimento deve essere applicato attorno a bordi, angoli, saldature e fori dei bulloni. Dopo la spruzzatura, è necessario controllare lo spessore locale del film invece di limitarsi a guardare il valore medio. Dovrebbero esserci metodi di riparazione chiari per i danni al rivestimento causati dal trasporto e dall'installazione. Dovrebbero essere registrati anche l’umidità, il punto di rugiada, il contenuto di sale superficiale e la rugosità durante la costruzione in loco.

Questi requisiti possono sembrare banali, ma determinano direttamente se il rivestimento può raggiungere la durata di servizio prevista. L'anticorrosione in realtà non è così misteriosa. Molti fallimenti non sono dovuti al materiale stesso, ma piuttosto a lacune nel trattamento dei nodi, nel controllo della costruzione e negli standard di accettazione, che gradualmente amplificano i rischi.

Al giorno d'oggi, nel settore sono disponibili molti materiali anticorrosivi ad alte prestazioni, come il rivestimento superiore in polisilossano, il primer ricco di zinco e il rivestimento intermedio epossidico, che eccellono in termini di resistenza agli agenti atmosferici, ritenzione della brillantezza, ritenzione del colore, resistenza all'acqua e adesione. Tuttavia, crediamo sempre che, indipendentemente dalla qualità del materiale, esso debba essere abbinato ad un trattamento superficiale adeguato e a procedure di costruzione standardizzate. Se lo spessore del rivestimento nella posizione del nodo è insufficiente, il substrato non viene pulito accuratamente e i bordi e gli angoli non sono preverniciati, anche se il topcoat è costoso, è difficile compensare i difetti dello strato sottostante.

Come azienda con oltre due decenni di esperienza nel settore delle strutture in acciaio, abbiamo sempre creduto che i principi dell'ingegneria delle strutture in acciaio e della prevenzione della corrosione siano intrecciati: la stabilità dipende dai nodi e la qualità dipende dai dettagli. È solo proteggendo prima i nodi più vulnerabili, e poi discutendo gli aggiornamenti del sistema e l’ottimizzazione dei materiali, che possiamo essere veramente responsabili del progetto e dei nostri clienti.