SOMMARIO
Sono state utilizzate delle tecniche di permeazione per misurare l’idrogeno che diffonde attraverso l’acciaio durante il decapaggio acido. Questi test sono risultati molto sensibili alle variazioni di parametri di processo, quali l’acidità del bagno decapante, la temperatura, la concentrazione di inibitore presente in soluzione..
Al variare di tali condizioni di processo i test sono stati eseguiti su due diversi tipi di laminati neri: un acciai LC (P044), e un acciaio IF (PH10), con spessore diverso e diverse caratteristiche della scaglia superficiale.
Per studiare il comportamento dei due acciai, e la rispettiva decapabilità, su entrambi sono state condotte prove di permeazione, prove di perdita in peso per immersione e analisi della superficie al microscopio SEM.
Il comportamento a corrosione dei due acciai è stato studiato attraverso le prove di perdita in peso e monitoraggio dell’evoluzione della superficie nel tempo (analisi al SEM). Da ciò è risultato un confronto efficace tra modalità ed entità con cui tale corrosione avviene in ambiente acido.
L’analisi della superficie nel tempo ha rivelato quanto possa essere dannoso sul prodotto finito effettuare decapaggio senza adeguate concentrazioni di inibitore nel bagno: oltre alla notevole perdita di prodotto (riduzione dello spessore), si va incontro anche ad un irreversibile danneggiamento della superficie (rugosità). E’ anche emerso inoltre come tale danneggiamento non sia soltanto direttamente proporzionale alla sensibilità a corrosione dell’acciaio: si manifesta in maniera anche peggiore per quegli acciai, come l’IF analizzato, che, pur resistendo bene a corrosione generalizzata, manifestano danni locali, tipo pitting.
Dall’analisi della superficie ed elaborando i risultati delle perdite in peso può essere individuata la dinamica con cui avviene il distacco della scaglia e sono emerse le differenze tra i due campioni. Questi risultati sono direttamente tradotti in stato di under/over-pickling.
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Sommario
E’ stata individuata un variabilità del tempo necessario per completare l’operazione di decapaggio, in funzione del tipo di acciaio e delle caratteristiche dell’ossido (spessore, aderenza). Gli ossidi dei laminati avvolti ad alta temperatura sono risultati più aderenti: ciò comporta la necessità di un tempo di permanenza in vasca maggiore per l’acciaio IF rispetto al LC.
Il ruolo dell’inibitore è fondamentale nel proteggere la superficie per l’intera durata del processo, in modo da evitare disomogeneità sull’intera lunghezza del nastro che attraversa le vasche. Le prove di permeazione sono risultate quelle più sensibili alla presenza dell’inibitore nel bagno, anche in piccolissime concentrazioni. I risultati di tali prove sono utilizzabili sia per testare l’aggressività delle soluzioni reali sia per valutare i range di efficienza, in termini di concentrazioni, degli inibitori sui diversi acciai.
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Sommario
INTRODUZIONE
Il decapaggio acido è l’operazione che si compie sui laminati d’acciaio al fine di rimuovere dalla superficie lo strato d’ossido (scaglia) formatosi durante la laminazione a caldo e il successivo raffreddamento. La composizione, morfologia e lo spessore di tale scaglia dipendono dal tipo di acciaio e dalle condizioni di raffreddamento (T di avvolgimento): vi sono differenze anche sulla lunghezza (testa-coda) o larghezza (bordi) della stessa bobina, in quanto variano le condizioni del raffreddamento.
Lo scopo del decapaggio resta comunque quello di pulire da tutti gli ossidi la superficie del metallo e renderla quanto più possibile regolare e priva di difetti:
pronta per le operazioni successive di laminazione a freddo o rivestimento galvanico. Per questo è importante che sul prodotto finito tale operazione non risulti incompleta (sottodecapaggio) o eccessiva (sovradecapaggio): occorre quindi limitare l’attacco dell’acido affinché la reazione di corrosione non rovini in maniera irreversibile la superficie, e allo stesso tempo protrarre il processo per il tempo necessario al completamento. Per realizzare questo equilibrio si adoperano sulle linee di produzione degli inibitori di corrosione in aggiunta ai bagni decapanti.
Di solito sugli impianti le misure di controllo condotte in linea riguardano il contenuto in ferro nei bagni della vasche di decapaggio e l’acidità delle soluzioni stesse (variabili delle reazioni di corrosione alla base del processo).
Tali misure, in generale, non sono in grado di dare informazioni circa l’inibizione delle soluzioni e la relativa variazione nel tempo.
Trattandosi di un processo in continuo, in cui entrano sulla linea sequenze di acciai diversi, c’è invece bisogno di misure che assicurino che le condizioni di processo non escano dai margini di operabilità.
In laboratorio possono essere condotte prove specifiche per mettere in relazione lo stato finale delle superfici con i due parametri fondamentali dell’operazione di decapaggio: concentrazione dell’inibitore e tempo di permanenza dell’acciaio nel bagno (l’intersezione dei due determina under/over-pickling). Per quanto riguarda il contenuto di inibitore del bagno
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Introduzione
decapante si possono effettuare dei test di permeazione, i quali misurano la quantità di idrogeno diffusibile attraverso l’acciaio durante il decapaggio. Questi test amplificano l’effetto dell’inibitore nel rallentare la corrosione del metallo in quanto le misure realizzate sono correnti direttamente proporzionali all’attività dell’idrogeno sulla superficie dell’acciaio esposta al decapaggio.
Nel corso di questa tesi è stato adoperato l’apparato sperimentale con cui vengono effettuate le prove di diffusività dell’idrogeno negli acciai (Cella di Devanathan), per controllare e ottimizzare le condizioni di decapaggio in relazione alla variazione dei vari parametri del processo.
Per effettuare le prove sono stati adoperati i materiali e replicate le condizioni operative di un impianto di decapaggio reale, con una linea operante ad acido cloridrico.
Ai test di diffusività sono stati affiancati test di perdita in peso e analisi al microscopio delle superfici (evoluzione nel tempo), al fine di individuare la dinamica e i meccanismi con cui avviene il fenomeno.
Infine lo studio è stato effettuato parallelamente su due acciai con caratteristiche differenti (un acciaio LC e un acciaio IF), in modo da poter apprezzare l’utilità di poter disporre di dati ottenuti da diverse tipologie di test.
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Introduzione
