Scelta del materiale e del rivestimento dei rivetti per giunzioni all'aperto e marine: ciò che l'evidenza stabilisce

Prima escludere le coppie aggressive

La corrosione galvanica richiede due metalli diversi a contatto elettrico più un elettrolita. La differenza di potenziale tra loro determina il rischio, e il metallo più anodico si corrode mentre quello catodico resta protetto ⁷. In un interno asciutto e controllato tale differenza spesso non ha effetto; la stessa coppia può fallire con esposizione atmosferica o per immersione ai cloruri. E l'effetto è peggiore quando il materiale anodico ha la superficie minore ^{6, 27}. Per i rivetti questo esclude alcune abbinamenti evidenti prima ancora di parlare di rivestimenti. Un rivetto in alluminio in una giunzione in acciaio inox o al carbonio è una coppia aggressiva in ambiente umido o clorurato, e l'alluminio si corrode preferenzialmente ^{7, 27}. L'acciaio al carbonio contro l'inox si comporta allo stesso modo, con l'acciaio al carbonio che funge da anodo sacrificale ⁷. Anche l'alluminio contro rame o leghe di rame è citato come aggressivo ^{7, 27}. Non ogni coppia eterogenea è un problema. L'inox della serie 300 con quello della serie 400 è citato come relativamente compatibile, così come il rame con ottone o bronzo e lo zinco con le leghe di alluminio ¹⁴. Se il metallo unito è acciaio al carbonio, un rivetto in acciaio zincato è spesso la scelta pratica; se è inox, di norma ha senso una qualità di inox compatibile ¹³. Abbinare il rivetto al metallo di supporto è il modo standard per mantenere piccola la differenza di potenziale. Ma è solo un parametro — precarico, usura e montaggio determinano comunque il buon funzionamento della giunzione ¹³.

Isolamento, sigillatura e drenaggio: ciò di cui la giunzione ha bisogno

Dove la coppia non può essere evitata, la progettazione della giunzione deve interrompere il percorso elettrico o tenere fuori l'elettrolita. Isolare entrambi i metalli offre la protezione migliore; isolare solo il lato anodico rallenta la corrosione galvanica senza arrestarla ¹⁸. I controlli seguenti decidono se una giunzione bagnata sopravvive.

• Verificare se il rivetto e il metallo unito sono in contatto elettrico diretto alla superficie di giunzione ²⁶.
• Specificare rondelle, manicotti o boccole di isolamento non conduttive dove la coppia è aggressiva ²⁶.
• Usare materiali distanzianti inerti a basso assorbimento di umidità — neoprene, gomma, plastica, Mylar, nylon, Teflon o guarnizioni GRE ⁶.
• Sigillare l'interfaccia, ove praticabile, con pasta inibitrice della corrosione, adesivo essiccante o sigillante ⁶.
• Dipingere entrambi i metalli anziché solo quello anodico, e pianificare la manutenzione della verniciatura ⁶.
• Garantire il drenaggio affinché l'acqua non possa ristagnare attorno alla giunzione ²⁶.
• Applicare una protezione supplementare — vernice, sigillante o cera — alle superfici del rivetto esposte dopo il montaggio ²⁶.

Confrontare i sistemi di rivestimento su spessore e ore di nebbia salina

I rivestimenti a base di zinco proteggono l'acciaio in modo sacrificale: lo zinco si corrode al posto dell'acciaio. Questa protezione si consuma nel tempo. E si consuma più rapidamente quando il pezzo rivestito è accoppiato a un metallo catodico come l'inox o l'acciaio zincato a caldo, dopodiché l'acciaio esposto si corrode a ritmo accelerato ⁷. Lo spessore del rivestimento e le ore di nebbia salina che garantisce sono quindi il confronto che conta, non il nome del rivestimento ²⁴. I valori di spessore e nebbia salina riportati sotto provengono da fonti di livello produttore e sono valori tipici, non certificati d'acquisto ²⁸. Le ore di nebbia salina confrontano sistemi di rivestimento sotto un unico metodo di prova; non si convertono in anni di servizio all'aperto o marino ^{2, 24}.

L'inox come upgrade: quale famiglia, e quando non basta

L'inox non è una risposta unica. A2 e A4 fanno affidamento entrambi su un film passivo ricco di cromo in grado di riformarsi dove è disponibile ossigeno, e A4 performa in genere meglio in presenza di cloruri ². In ambienti marini severi, l'inox A4 non rivestito sarebbe superiore all'acciaio al carbonio rivestito ²⁸. Questo non rende il 316/A4 automaticamente adatto a ogni immersione marina, ambiente a cloruri caldi o condizione di interstizio. Tenore di cloruri, temperatura, zona di spruzzo versus immersione, depositi, interstizi e vita di progetto cambiano la risposta ². Persino l'inox può subire corrosione per interstizi, ed è per questo che a volte vi si applica comunque un rivestimento ²⁸. Se il metallo unito è alluminio, un rivetto in inox può creare una coppia galvanica più aggressiva dell'acciaio zincato, a meno che la giunzione non sia isolata e sigillata ^{11, 13}. La qualità di inox cambia anche il quadro meccanico: A4-80 e classe di resistenza 8.8 condividono un carico di rottura nominale di 800 MPa, ma non sono automaticamente equivalenti in limite di snervamento, duttilità o risposta alla serratura ². Confermi i valori esatti per il diametro e l'edizione della norma rispetto alla quale acquista ².

Limiti di resistenza e durezza per la qualità del rivetto

Gli elementi di fissaggio in acciaio più resistenti e duri sono più sensibili all'incrudimento da idrogeno. La tensione soglia al di sotto della quale la cricca assistita da idrogeno non si verifica cala all'aumentare della durezza: la classe 12.9 scende al 40–50% del carico di snervamento, la classe 10.9 al 60–70%, mentre un materiale a bassa durezza sotto 34 HRC conserva quasi il 100% ¹⁹. L'ISO 898-1 riporta un'avvertenza sulla corrosione sotto tensione per elementi di classe 12.9 a 39–44 HRC ⁴. È la corrosione stessa a fornire l'idrogeno. Quando un rivestimento sacrificale di zinco è danneggiato, incrinito, poroso o parzialmente consumato, la sua corrosione genera idrogeno che l'acciaio esposto può assorbire ³. Questo è il meccanismo che lega l'integrità del rivestimento alla classe di resistenza che si può specificare in sicurezza. Se un rivetto in acciaio ad alta resistenza è inevitabile, la zincatura elettrolitica zinco-nichel al 12–16% di nichel è associata a un rischio minore di fragilizzazione interna da idrogeno rispetto ai rivestimenti elettrolitici di zinco o zinco-ferro, per via della maggiore permeabilità ³. Le fonti non pubblicano soglie di fragilizzazione specifiche per i rivetti: tratti quindi i valori di classe come un vincolo sulla qualità dell'acciaio, non come una classificazione del rivetto.

Cosa inserire nella richiesta di offerta e cosa ispezionare

Le ore di nebbia salina sono uno strumento comparativo di screening, non una garanzia di vita utile; la richiesta deve quindi nominare la prova e la classe di spessore anziché accettare un'affermazione in anni di servizio ^{2, 24}. I controlli seguenti rendono i preventivi confrontabili e verificabili.

• Nominare il sistema di rivestimento e la classe di spessore, non solo il nome del rivestimento ²⁴.
• Per la zincatura elettrolitica, indicare la classe di spessore — ASTM B633 type II SC2 a 8 µm è la specifica cliente più comune ⁵.
• Per le lamine di zinco, indicare la designazione di durata alla nebbia salina e la classe di spessore minimo ⁸.
• Richiedere il rapporto della prova di nebbia salina e la norma con cui è stata eseguita ².
• Richiedere la certificazione del materiale per la lega del rivetto e il rivestimento ².
• Indicare il metallo unito e il metodo di isolamento affinché il fornitore quoti la stessa coppia ¹¹.
• Chiedere se il rivetto è un standard a magazzino o una produzione speciale, e quale sia la quantità minima d'ordine ²¹.

Magazzino o produzione speciale: ciò che determina l'ordine

La qualità e il rivestimento scelti decidono se il rivetto è un acquisto da magazzino o una produzione speciale. Gli elementi di fissaggio speciali portano tipicamente una quantità minima d'ordine di 1.000 pezzi o più, con dimensioni extra-large e materiali speciali quotati a parte ²¹. Un rivetto standard in acciaio zincato in misura comune è di norma un articolo di magazzino; una specifica qualità di inox con una classe di spessore nominata ricade più probabilmente nella fascia speciale. La scelta del rivestimento deve seguire l'applicazione — ambiente, materiale in accoppiamento e condizioni di montaggio — e non il solo obiettivo di corrosione ^{17, 23, 24}. Un rivestimento che supera la nebbia salina sulla carta può comunque fallire in linea se non mantiene la stabilità del coefficiente d'attrito nel montaggio automatizzato o se la copertura dei bordi è incoerente sulla geometria del pezzo ¹⁷. È questo il compromesso da valutare prima di impegnarsi in una produzione speciale.

Il dissenso: inox contro acciaio zincato nell'alluminio

Le fonti non risolvono se un rivetto in inox sia un upgrade sicuro rispetto all'acciaio zincato in una giunzione in alluminio esposta al sale. Una posizione sostiene che gli elementi in inox su strutture in alluminio aumentino il rischio galvanico se la giunzione non è isolata e sigillata ^{11, 13, 27}. L'altra sostiene che l'inox A4 non rivestito superi spesso l'acciaio al carbonio rivestito in ambienti marini severi ²⁸. Il dissenso si gioca su isolamento e sigillatura; l'acquirente dovrebbe quindi richiedere il dettaglio dell'isolamento e una prova specifica della giunzione, anziché schierarsi.

Domande frequenti

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