Propagazione della corrosione da corrente alternata dell'acciaio in protezione catodica

Alternating current (AC) interference on metallic structures as buried pipelines can cause corrosion even if cathodic protection (CP) criteria, effective in absence of AC, are matched. This thesis is part of a research that has been taking place for some years at the research group PoliLaPP (Laboratorio di Corrosione dei Materiali “Pietro Pedeferri”) of Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica "Giulio Natta" of Politecnico di Milano, aimed to propose a mechanism to explain AC corrosion, and a CP criterion to prevent it. The first part of the thesis is a synthesis of the phenomenon’s general features and of the hypothesis of AC corrosion mechanism proposed in literature. The aim of this thesis is to study the AC corrosion propagation of carbon steel in CP condition by means of magnesium alloy galvanic anodes. Analyzing experimental data, even using Gumbel’s statistics, it appears that AC corrosion morphology is localized and penetration rate decreases with time; moreover, the efficiency of magnesium galvanic anodes decreases in the presence of AC interference. AC has an effect on the main CP parameters (protection potential and protection current density) and on the potential-current curves. A potentiostatic test in soil simulating solution on carbon steel cathodically polarized was carried out varying AC density and the protection potential. Corrosion rate data calculated by means of weight loss measurements have been used to integrate previous results obtained during the research.

L'interferenza da corrente alternata (CA) sulle strutture metalliche quali le tubazioni interrate può provocare corrosione anche se sono rispettati i criteri di protezione catodica (PC), validi in assenza di CA. La presente tesi è parte della ricerca in corso da alcuni anni presso il gruppo di ricerca PoliLaPP (Laboratorio di Corrosione dei Materiali “Pietro Pedeferri”) del Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica "Giulio Natta" del Politecnico di Milano, finalizzata a proporre un meccanismo per spiegare la corrosione da CA e un criterio di PC per prevenirla. La prima parte della tesi è una sintesi degli aspetti generali del fenomeno e delle proposte di meccanismo presenti in letteratura. Scopo della parte sperimentale è l’ottenimento di dati per descrivere la propagazione della corrosione da CA sull'acciaio al carbonio, posto in PC mediante un sistema ad anodi galvanici in lega di magnesio, attraverso prove di corrosione in sabbia satura. Dall’analisi dei dati, condotta anche con la statistica dei valori estremi (statistica di Gumbel), è emerso che la corrosione da CA è di tipo localizzato, con velocità di penetrazione che diminuisce nel tempo; inoltre, il consumo degli anodi galvanici di magnesio usati in PC nei terreni aumenta. È stato osservato che la CA influenza i principali parametri della PC (potenziale e densità di corrente di protezione) e le curve caratteristiche dei materiali impiegati. Anche l’alcalinizzazione dell’ambiente di prova è stata oggetto di studio. È stata inoltre condotta una prova potenziostatica in soluzione simulante il suolo su campioni di acciaio al carbonio sottoposti a differenti livelli di interferenza da CA e di polarizzazione catodica. I dati di velocità di corrosione ottenuti sono stati utilizzati per integrare i risultati riportati in un diagramma di rischio di corrosione da CA, ottenuto negli anni precedenti della ricerca. I risultati ottenuti nella presente tesi necessitano di conferme sperimentali e vanno a costituire parte integrante del progetto di ricerca in atto.