Caratterizzazione elettrochimica e metallurgica di leghe metalliche innovative per impieghi petrolchimici

Oil & gas is one of the industrial sector where its plants are exposed to some kind of chemical and mechanical loads. In these situations many components are subjected to very high stresses. For producing these mechanical components prompted high performances, in terms of mechanical properties and corrosion resistance. In this experimentation, an aim is the comparison between five innovative metal alloys, four innovative stainless steels and one Nickel alloy, and two reference stainless steels. The comparison of corrosion resistance follow some cyclic potentiodynamics polarization tests, with exposition of metallic samples to electrolytic solutions characterized by chloride concentration, pH and temperature. These experiments have provided potentiodynamics curves whose study allowed to obtain some performance parameters and their statistical analysis. Were also performed micrographs by the scanning electron microscope SEM and the optical one, to obtain information about, respectively, the external surface and the section of pitted samples. The result show that all the innovative metals are more resistant in confront of the reference metals: Nickel alloy shows the highest performances, instead the innovative stainless steels manifest similar pitting. In the experimentation were performed metallographic analysis of metals and tests of micro-hardness tests.

Quello petrolifero è uno dei settori industriali i cui impianti sono esposti alle condizioni di esercizio più proibitive, dovute alla presenza di specie chimiche aggressive e a sforzi meccanici elevati che sottopongono i relativi componenti a sollecitazioni molto gravose. Per la realizzazione di tali pezzi meccanici, quindi, vengono richieste proprietà sempre più prestanti, sia in termini di proprietà meccaniche che di resistenza alla corrosione. In questa sperimentazione vengono poste a confronto cinque leghe metalliche innovative, di cui quattro acciai inossidabili e una lega di Nichel, con due acciai inossidabili di riferimento, più usuali nell’ambito industriale. La comparazione delle caratteristiche corrosionistiche è stata possibile con l’esecuzione di prove di polarizzazione potenziodinamica ciclica in soluzioni elettrolitiche clorurate con diversi parametri ambientali come la concentrazione di cloruri, il pH e la temperatura. Tali esperimenti hanno fornito le curve potenziodinamiche il cui studio ha permesso il ricavo e l’analisi statistica di parametri riferiti alle performance dei materiali in esame. Le prove di corrosione sono state accompagnate da micrografie della superficie esterna, con l’ausilio del microscopio elettronico a scansione SEM, e della sezione dei provini corrosi, utilizzando il microscopio ottico, con lo scopo di tentare di correlare le morfologie di corrosione con i parametri ambientali adottati. È risultato che tutti i materiali innovativi risultano essere più prestanti rispetto alle leghe metalliche utilizzate come riferimento; più in particolare: la lega di Nichel ha esibito le migliori prestazioni nei riguardi delle soluzioni elettrolitiche con cui è venuta a contatto, mentre gli acciai inossidabili innovativi hanno mostrato performance simili in molti ambienti, evidenziando alcune criticità non accettabili in corrispondenza di alcuni condizioni sperimentali. Sono state eseguite delle analisi metallografiche del metallo base di ogni tipo di materiale studiato e, con l’analisi delle informazioni ricavate dalle prove di microdurezza, si è potuta confermare la corretta esecuzione dei cicli termomeccanici a cui le leghe sono state sottoposte.