Attenzione generale: non tutto l'ottone è sicuro
I raccordi in ottone commerciali standard generalmente non sono sicuri per l'uso prolungato in ambienti marini o di acqua salata. Il motivo principale è un tipo specifico di corrosione chiamata dezincificazione, che viene accelerata in modo aggressivo dai cloruri presenti nell’acqua di mare.
Il processo di dezincificazione in acqua salata
La dezincificazione è una reazione chimica in cui il componente zinco della lega viene disciolto. Nell'acqua salata, con la sua elevata concentrazione di ioni cloruro, la velocità di dissoluzione dello zinco aumenta, soprattutto in condizioni calde. Ciò che rimane è una struttura di rame debole, porosa e spugnosa.
Grave guasto in acqua salata calda
Il rischio di guasto diventa critico in acqua di mare calda. Studi chimici hanno documentato che in una soluzione di cloruro di sodio (NaCl) al 16% a temperature comprese tra 60 e 80 gradi, la dezincificazione è grave. Il contenuto di rame della superficie della lega è salito al 98%, il che significa che lo zinco strutturale era scomparso, lasciando il raccordo estremamente fragile.
La soluzione approvata: ottone DZR
Per un uso marino sicuro, è necessario utilizzareOttone DZR(Ottone resistente alla dezincificazione), noto anche come ottone CR (resistente alla corrosione). I produttori producono specificatamente raccordi a rivestimento e altri componenti in ottone DZR, dichiarando esplicitamente che sono adatti all'esposizione all'acqua di mare. Questa lega contiene additivi come stagno o arsenico per prevenire la lisciviazione dello zinco.
Bronzo contro ottone nella corrosione galvanica
La sicurezza dipende dal mantenimento della coerenza dell'intero gruppo "bagnato". Un rischio noto è la corrosione galvanica tra le leghe di ottone e bronzo. La differenza di nobiltà tra i due metalli in un elettrolita (acqua salata) crea una batteria, causando un guasto accelerato del materiale meno nobile (ottone).
Linee guida marittime professionali
Questo non è un tecnicismo da poco. I principali rivenditori del settore marittimo non venderanno raccordi standard in ottone per applicazioni passante-scafo. Avvertono esplicitamente che, a causa del rischio di corrosione galvanica, "raccomandano di non utilizzare queste leghe insieme in ambienti di acqua salata" e suggeriscono invece bronzo fuso o plastiche specializzate come Marelon®.
Utilizzo dell'acqua sopra-e sotto-acqua
La posizione determina la gravità del rischio. Talvolta i raccordi in ottone sono accettabili per l'uso al di sopra-della linea di galleggiamento, ad esempio sui parapetti o nella ventilazione, dove non sono continuamente sommersi . Tuttavia, per qualsiasi raccordo subacqueo o passante-scafo, l'ottone standard non è sicuro e inevitabilmente fallirà.
Ricerca sull'esposizione atmosferica
Anche fuori dall’acqua, l’aria marina è corrosiva. La ricerca sulle leghe di rame esposte alle atmosfere marine mostra che i tassi di corrosione nell'aria marina (da 0,6 a 1,1 µm all'anno) erano più elevati che nell'aria rurale (da 0,2 a 0,6 µm all'anno). Per lunghi periodi, anche "la dezincificazione dell'ottone era di grado significativo" nelle atmosfere marine.
La placcatura e i rivestimenti non sono una soluzione
Sebbene alcuni raccordi in ottone destinati all'uso in giardino "esterno" o in acqua dolce siano dotati di cromatura o nichelatura per resistere all'ossidazione, questa non è una soluzione per l'immersione in acqua salata. Un rivestimento è solo una barriera temporanea; una volta graffiato, l'ottone sottostante si dezincifica rapidamente in ambiente marino.
Ottone allo stagno e il ruolo specifico dello stagno
Alcune leghe di ottone contengono stagno. Gli studi hanno esaminato la resistenza alla corrosione del Cu-30Zn-1Sn (ottone stagnato). È interessante notare che la fase ricca di stagno nei bordi dei grani della lega non è stata attaccata a causa della formazione di biossido di stagno (SnO₂). Tuttavia, la matrice della fase alfa () del raccordo subiva ancora una corrosione preferenziale e una rideposizione del rame.
Resistenza meccanica e fattori di usura
Sebbene il bronzo sia significativamente più duro e resistente all’usura rispetto all’ottone, il rischio principale nelle applicazioni marine non è l’attrito fisico ma il guasto elettrochimico. La maggiore resistenza del bronzo lo rende adatto per parti- soggette a sollecitazioni elevate come le eliche, ma per i raccordi statici il fattore critico rimane la resistenza alla corrosione.
Standard ASTM e specifiche dei materiali
Per motivi di sicurezza, produttori e ingegneri si affidano a standard specifici delle leghe. Il bronzo di grado-marino generalmente soddisfa i requisiti ASTM B-61 o B-62 specificatamente destinati alle elevate esigenze di esposizione all'acqua di mare. Se un raccordo in ottone non ha una specifica classificazione "Marine" o "DZR", deve essere sostituito con un componente in bronzo adeguato o composito approvato per l'uso in acqua salata.
Riepilogo
Raccordi per tubi in ottonesono generalmente non sicuri per gli ambienti marini a meno che non siano specificamente etichettati DZR (resistenti alla dezincificazione). I raccordi standard in ottone subiranno una rapida dezincificazione e corrosione galvanica se esposti all'acqua salata.
Per qualsiasi applicazione sotto-la linea di galleggiamento o laddove la sicurezza è fondamentale, utilizza raccordi in bronzo fuso (storicamente testati per l'acqua di mare) o compositi non-metallici approvati. Controllare sempre la presenza dei contrassegni DZR o CR (resistente alla corrosione) e non mescolare mai leghe di ottone e bronzo nello stesso sistema di acqua salata.
