Acciaio inossidabile contro acciaio zincato

Introduzione

Acciaio inossidabile contro acciaio zincato, è fondamentale considerare l'ambiente, la durata richiesta e le esigenze di manutenzione. L'acciaio inossidabile offre una resistenza alla corrosione, una forza e un aspetto visivo senza pari, rendendolo adatto ad applicazioni impegnative in ambienti difficili. L'acciaio zincato, d'altro canto, offre una protezione dalla corrosione conveniente per ambienti meno aggressivi.

1. Composizione e processo di fabbricazione

Acciaio inossidabile

L'acciaio inossidabile è una lega composta principalmente da ferro, cromo (almeno 10,5%) e talvolta nichel e molibdeno. Il cromo forma uno strato di ossido protettivo sulla superficie, conferendogli un'eccellente resistenza alla corrosione. Diversi gradi, come 304 e 316, variano negli elementi di lega, offrendo opzioni per vari ambienti, tra cui temperature estreme e alta salinità.

Acciaio zincato

L'acciaio zincato è acciaio al carbonio rivestito con uno strato di zinco. Lo strato di zinco protegge l'acciaio sottostante come una barriera contro la corrosione. Il metodo di zincatura più comune è la zincatura a caldo, in cui l'acciaio è immerso in zinco fuso. Un altro metodo è l'elettrozincatura, in cui lo zinco è applicato utilizzando una corrente elettrica. Entrambi i processi migliorano la resistenza alla corrosione, sebbene siano generalmente meno durevoli in ambienti difficili rispetto all'acciaio inossidabile.

2. Resistenza alla corrosione

Acciaio inossidabile

La resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile è intrinseca grazie alla sua composizione in lega, che forma uno strato passivo di ossido di cromo. L'acciaio inossidabile di grado 316, che include molibdeno, offre un'eccellente resistenza alla corrosione da cloruri, acidi e altri prodotti chimici aggressivi. È una scelta preferita nei settori nautico, di lavorazione chimica e petrolifero e del gas, dove l'esposizione ad agenti corrosivi è quotidiana.

Acciaio zincato

Lo strato di zinco sull'acciaio zincato fornisce una protezione sacrificale; lo zinco si corroderà prima dell'acciaio sottostante, offrendo una certa resistenza alla corrosione. Tuttavia, questa protezione è limitata, poiché lo strato di zinco può degradarsi nel tempo. Mentre l'acciaio zincato funziona adeguatamente in ambienti miti e nelle costruzioni generali, non resiste a sostanze chimiche aggressive o all'esposizione all'acqua salata in modo efficace come l'acciaio inossidabile.

3. Proprietà meccaniche e resistenza

Acciaio inossidabile

L'acciaio inossidabile è generalmente più robusto dell'acciaio zincato, con maggiore resistenza alla trazione e durata. Ciò lo rende ideale per applicazioni che richiedono resilienza e affidabilità sotto pressione. L'acciaio inossidabile offre anche eccellente resistenza agli urti e all'usura, che apporta vantaggi alle infrastrutture e alle applicazioni industriali pesanti.

Acciaio zincato

Mentre la resistenza dell'acciaio zincato deriva principalmente dall' anima in acciaio al carbonio, è generalmente meno robusto dell'acciaio inossidabile. Lo strato di zinco aggiunto non contribuisce in modo significativo alla sua resistenza. L'acciaio zincato è adatto per applicazioni di media entità dove è necessaria la resistenza alla corrosione ma non in ambienti estremi o sottoposti a forti stress.

4. Aspetto ed estetica

Acciaio inossidabile

L'acciaio inossidabile ha un aspetto lucido e lucido ed è spesso desiderabile in applicazioni architettoniche e installazioni visibili. Il suo fascino estetico e la sua durevolezza lo rendono una scelta preferita per strutture e attrezzature ad alta visibilità.

Acciaio zincato

Lo strato di zinco conferisce all'acciaio zincato una finitura opaca, grigio opaco, meno gradevole alla vista rispetto all'acciaio inossidabile. Nel tempo, l'esposizione alle intemperie può portare alla formazione di una patina biancastra sulla superficie, che può ridurre l'aspetto estetico, anche se non influisce sulle prestazioni.

5. Considerazioni sui costi

Acciaio inossidabile

L'acciaio inossidabile è tipicamente più costoso a causa dei suoi elementi di lega, cromo e nichel, e dei complessi processi di fabbricazione. Tuttavia, il suo durata di vita più lunga e la manutenzione minima può compensare il costo iniziale, soprattutto in ambienti difficili.

Acciaio zincato

L'acciaio zincato è più economico rispetto all'acciaio inossidabile, soprattutto per applicazioni a breve e medio termine. È una scelta conveniente per progetti con un budget limitato e moderata necessità di resistenza alla corrosione.

6. Applicazioni tipiche

Applicazioni in acciaio inossidabile

Petrolio e gas: utilizzato in condotte, serbatoi di stoccaggio e piattaforme offshore per la sua elevata resistenza alla corrosione e robustezza.
Elaborazione chimica: eccellente per ambienti in cui l'esposizione a sostanze chimiche acide o caustiche è quotidiana.
Ingegneria navale: la resistenza dell'acciaio inossidabile all'acqua salata lo rende adatto ad applicazioni marine come banchine, imbarcazioni e attrezzature.
Infrastrutture: ideale per ponti, ringhiere e strutture architettoniche in cui durevolezza ed estetica sono essenziali.

Applicazioni in acciaio zincato

Edilizia generale: comunemente utilizzato per telai di edifici, recinzioni e supporti per tetti.
Attrezzature agricole: garantisce un equilibrio tra resistenza alla corrosione e convenienza per le attrezzature esposte al terreno e all'umidità.
Impianti di trattamento delle acque: adatti per infrastrutture idriche non critiche, come tubazioni e serbatoi di stoccaggio in ambienti a bassa corrosione.
Strutture esterne: comunemente utilizzate nelle barriere stradali, nei guardrail e nei pali, dove è prevista l'esposizione a condizioni meteorologiche miti.

7. Manutenzione e longevità

Acciaio inossidabile

L'acciaio inossidabile richiede manutenzione minima a causa della sua intrinseca resistenza alla corrosione. Tuttavia, in ambienti difficili, si consiglia una pulizia periodica per rimuovere sale, sostanze chimiche o depositi che potrebbero compromettere lo strato protettivo di ossido nel tempo.

Acciaio zincato

L'acciaio zincato richiede ispezione e manutenzione regolari per mantenere intatto lo strato di zinco. Se lo strato di zinco è graffiato o degradato, potrebbe essere necessaria una nuova zincatura o rivestimenti aggiuntivi per prevenire la corrosione. Ciò è particolarmente importante nelle applicazioni marine o industriali, dove lo strato di zinco rischia di degradarsi più rapidamente.

8. Esempio: acciaio inossidabile contro acciaio zincato

PROPRIETÀ	ACCIAIO INOSSIDABILE (316)	ACCIAIO ZINCATO	CONFRONTO
Meccanismo di protezione	Uno strato protettivo di ossido che si autoripara in presenza di ossigeno, garantendo una resistenza alla corrosione a lungo termine.	Durante la produzione, all'acciaio viene applicato un rivestimento protettivo di zinco. Quando danneggiato, lo zinco circostante protegge catodicamente l'acciaio esposto.	Lo strato protettivo in acciaio inossidabile è più durevole e può "guarire" da solo. La protezione in acciaio inossidabile non diminuisce con la perdita di materiale o la riduzione dello spessore.
Aspetto	Sono disponibili molte finiture, da elettrolucidato molto brillante a levigato abrasivo. Aspetto e sensazione di alta qualità accattivanti.	Possibili scaglie. La superficie non è brillante e gradualmente cambia in un grigio opaco con l'età.	Scelta di design estetico.
Sensazione superficiale	È molto liscio e può essere scivoloso.	Ha una consistenza più ruvida, che diventa più evidente con il passare del tempo.	Scelta di design estetico.
Credenziali verdi	Può essere riutilizzato in nuove strutture. Dopo la vita utile della struttura, è prezioso come rottame e, a causa del suo valore di raccolta, ha un alto tasso di riciclaggio.	L'acciaio al carbonio viene generalmente rottamato a fine vita ed è meno prezioso.	L'acciaio inossidabile viene ampiamente riciclato sia durante la produzione che a fine vita. Tutto il nuovo acciaio inossidabile contiene una quota sostanziale di acciaio riciclato.
Deflusso di metalli pesanti	Livelli trascurabili.	Notevole perdita di zinco, soprattutto nei primi anni di vita.	Alcune autostrade europee sono state sostituite con ringhiere in acciaio inossidabile per evitare la contaminazione ambientale da zinco.
Tutta la vita	Indefinita, a condizione che la superficie venga mantenuta.	Corrosione generale lenta fino a quando lo zinco non si dissolve. La ruggine rossa apparirà quando lo strato di zinco/ferro si corrode e, infine, l'acciaio del substrato. È richiesta la riparazione prima che ~2% della superficie presenti macchie rosse.	Chiaro vantaggio del costo del ciclo di vita per l'acciaio inossidabile se si intende estenderne la durata. Il punto di pareggio economico può essere breve quanto sei anni, a seconda dell'ambiente e di altri fattori.
Resistenza al fuoco	Ottimo per acciai inossidabili austenitici con ragionevole resistenza e flessione durante gli incendi.	Lo zinco si scioglie e cola, il che può causare il cedimento dell'acciaio inossidabile adiacente in un impianto chimico. Il substrato in acciaio al carbonio perde resistenza e subisce flessione.	L'acciaio inossidabile offre una migliore resistenza al fuoco ed evita il rischio di zinco fuso se si utilizza la zincatura.
Saldatura in loco	Questa è una routine per gli acciai inossidabili austenitici, con attenzione all'espansione termica. Le saldature possono essere miscelate nella superficie metallica circostante. La pulizia e la passivazione post-saldatura sono essenziali.	L'acciaio al carbonio è facilmente autosaldabile, ma lo zinco deve essere rimosso a causa dei fumi. Se l'acciaio zincato e l'acciaio inossidabile vengono saldati insieme, qualsiasi residuo di zinco infragilisce l'acciaio inossidabile. La vernice ricca di zinco è meno durevole della zincatura. In ambienti marini difficili, la ruggine incrostata può apparire dopo tre o cinque anni e gli attacchi all'acciaio si verificano dopo quattro anni/mm.	La durabilità a breve termine è simile, ma un rivestimento ricco di zinco nelle giunzioni richiede manutenzione. In condizioni severe, l'acciaio zincato si arrugginirà grossolanamente, persino si formeranno dei buchi, e si potrebbero verificare delle lesioni alle mani, specialmente dal lato nascosto verso il mare.
Contatto con materiale umido e poroso (ad esempio cunei di legno) in un ambiente salato.	Probabilmente causerà macchie di ruggine e attacchi di fessure, ma non cedimenti strutturali.	Similmente alle macchie da conservazione, provoca una rapida perdita di zinco e danni a lungo termine dovuti alla perforazione.	Non è auspicabile per nessuno dei due, ma a lungo termine può causare guasti alla base dei pali zincati.
Manutenzione	Se non viene mantenuto correttamente, può presentare macchie da tè e microcorrosione.	Se non viene sottoposto a manutenzione adeguata, può subire una perdita generale di zinco e la conseguente corrosione del substrato di acciaio.	In entrambi i casi è richiesta la pioggia in aree aperte o il lavaggio in zone riparate.