La corrosione ha la proprietà insolita di essere sia enormemente costosa sia quasi mai citata come voce di bilancio.
Un costo registrato sotto altri nomi
Quando un tubo viene sostituito, è manutenzione. Quando un ponte serve rinforzo, è ristrutturazione. Quando un impianto si ferma in anticipo, è un'interruzione. Quando uno scambiatore di calore si incrosta e l'efficienza cala, è costo energetico.
Tutto questo è spesso corrosione, e poiché nessuna di queste voci viene registrata come corrosione, il totale resta invisibile a chi assegna il budget.
L'organizzazione spende quei soldi comunque. L'unica domanda è se li spende in prevenzione, dove è pianificata, o in sostituzione, dove non lo è.
Ne derivano due conseguenze strutturali, entrambe conseguenze sul personale.
La prevenzione è sottovalutata. La spesa in selezione dei materiali, rivestimenti e monitoraggio appare come costo, mentre i guasti evitati non compaiono mai da nessuna parte. È lo stesso problema di attribuzione dell'articolo sulla misurazione della formazione nel cluster hub, e ha la stessa risposta: misura l'indicatore prossimo invece di rivendicare la catastrofe evitata.
La competenza è scarsa. L'ingegneria della corrosione è una specializzazione piccola con una popolazione che invecchia, e le organizzazioni spesso non ne hanno nessuno, affidandosi invece a contractor che vendono rivestimenti.
Cosa copre questa direzione
L'ambito: rivestimenti e usura, degradazione, prevenzione della corrosione e protezione degli asset.
Quattro aree.
Meccanismi di corrosione. L'elettrochimica sottostante, e le forme specifiche che assume.
Selezione dei materiali e progetto. Scegliere materiali e progettare la geometria in modo che la corrosione sia meno probabile, più economico di qualsiasi trattamento.
Metodi di protezione. Rivestimenti, protezione catodica, inibitori, e controllo dell'ambiente.
Monitoraggio e ispezione. Sapere cosa succede dentro un asset prima che fallisca.
I modi di guasto che sorprendono
La corrosione uniforme generale, l'assottigliamento del metallo in modo uniforme, è la versione che la maggior parte immagina e la meno pericolosa, perché è visibile e prevedibile.
Quelle che causano guasti sono localizzate.
Vaiolatura. Piccole fosse profonde su una superficie altrimenti sana, spesso in acciai inossidabili in ambienti con cloruri. Pochissimo metallo perso, e una perforazione a tutto spessore.
Corrosione interstiziale. Sotto guarnizioni, rondelle, depositi e nei giunti, dove si sviluppano condizioni stagnanti. Il progetto crea interstizi, e la corrosione li trova.
Corrosione galvanica. Due metalli diversi in contatto elettrico in un elettrolita, e quello meno nobile corrode più in fretta. È una decisione di progetto. Un elemento di fissaggio scelto per comodità può consumare la struttura intorno, e la conseguenza appare anni dopo che il progettista se n'è andato.
Cricche da corrosione sotto sforzo. Un materiale suscettibile, un ambiente specifico e uno sforzo di trazione insieme producono cricche, quando nessuno dei tre da solo lo farebbe. Come l'environmental stress cracking nei polimeri, supera test condotti separatamente.
Corrosione da erosione e cavitazione. Il flusso rimuove i film protettivi, esponendo metallo fresco in continuazione. Comune a curve, valvole e giranti delle pompe.
Corrosione microbiologicamente influenzata. Batteri che creano condizioni locali che guidano l'attacco, dove questa direzione incontra la microbiologia.
La caratteristica comune: perdita generale minima di metallo, guasto improvviso, e un regime di ispezione che misura lo spessore parete che non trova nulla finché non è troppo tardi.
Dove si colloca nel dominio
Ingegneria delle superfici e corrosione è la decima delle undici direzioni nel dominio Materiali avanzati di Astra Trainer, e attinge a metallurgia per il comportamento delle leghe, a ceramiche e nanotecnologia per i rivestimenti, e a materiali per l'energia per infragilimento da idrogeno ed elettrochimica.
I partner con asset fisici la definiscono tipicamente con il dominio manifattura avanzata, dove manutenzione e gestione degli asset, e ingegneria della qualità e affidabilità coprono il regime di ispezione, e con energia, clima e nucleare per condotte, offshore e impianti. Le lezioni durano cinque minuti, adatte a squadre di ispezione e manutenzione. Puoi vedere le undici direzioni qui.
Rivestimenti, che falliscono nella fase di preparazione
La scoperta pratica più coerentemente utile del settore.
Quando un rivestimento protettivo fallisce presto, la causa è in stragrande maggioranza la preparazione della superficie, non il prodotto del rivestimento.
Pulizia della superficie. Olio, sale, polvere e residui di vecchio rivestimento impediscono l'adesione. La contaminazione da sale solubile è un problema particolare perché è invisibile e attira umidità attraverso il rivestimento in seguito.
Profilo di superficie. I rivestimenti hanno bisogno di una rugosità specificata a cui aggrapparsi. Troppo liscia e l'adesione è scarsa, troppo ruvida e le creste sporgono dal film.
Condizioni di applicazione. Temperatura, umidità e punto di rugiada influenzano tutti la polimerizzazione, e applicare fuori dalla finestra specificata produce un film che sembra giusto ma si comporta male.
Spessore del film. Troppo sottile dà protezione inadeguata, troppo spesso può incrinarsi. Bordi, saldature e angoli sono dove lo spessore è più difficile da ottenere e dove iniziano i guasti.
Il punto sul personale: la persona che determina se un sistema di rivestimento funziona è il sabbiatore e l'applicatore, non chi lo specifica. Un'organizzazione che compra rivestimenti senza un'ispezione competente sta comprando aspetto.
Perché conta di più mentre le infrastrutture cambiano
Tre sviluppi aumentano la domanda per questa capacità.
Asset che invecchiano. Molta infrastruttura industriale e civile opera oltre la sua vita di progetto originale, e le decisioni di estensione della vita utile richiedono di conoscere lo stato reale residuo.
Nuove infrastrutture energetiche. Strutture eoliche offshore in acqua di mare, sistemi a idrogeno che affrontano infragilimento, sistemi di cattura del carbonio che gestiscono flussi di gas umidi e acidi. Ognuno porta ambienti in cui la base di conoscenza esistente sulla corrosione si sta ancora estendendo.
Sostituzione dei materiali. Alleggerimento e decarbonizzazione guidano cambi di materiale, e le nuove combinazioni creano coppie galvaniche e ambienti su cui nessuno ha decenni di esperienza.
I ruoli, nel dettaglio
Ingegneri della corrosione. Piccola popolazione, alta leva, spesso del tutto assente.
Specialisti di protezione catodica. Progetto e monitoraggio per condotte, serbatoi e strutture marine. Una specializzazione certificata.
Ispettori di rivestimenti. Ruoli certificati con schemi consolidati, e le persone che determinano davvero l'esito dei rivestimenti.
Ingegneri di selezione dei materiali nella progettazione di impianti e infrastrutture.
Ingegneri di ispezione e integrità. Ispezione basata sul rischio e valutazione di idoneità al servizio.
Ingegneri di trattamento superficiale e spruzzatura termica.
Tribologi. Usura, attrito e lubrificazione, una specializzazione correlata e ancora più piccola.
Asset integrity manager. Dove questo incontra la direzione manutenzione e gestione degli asset.
Chi può essere formato per questo lavoro
Applicatori di rivestimenti, sabbiatori e verniciatori. Il percorso più naturale e quello con una vera struttura di carriera legata, poiché gli schemi di certificazione per l'ispezione dei rivestimenti offrono una progressione riconosciuta. Capiscono già l'applicazione nella pratica.
Tecnici di ispezione. Personale di ispezione non distruttiva e visiva, verso ruoli di integrità e corrosione.
Ingegneri e tecnici di manutenzione. Vedono le conseguenze in continuazione e possono passare dal sostituire al prevenire.
Metallurgisti e ingegneri dei materiali. Hanno bisogno dell'elettrochimica e della specificità ambientale.
Chimici. Verso la chimica degli inibitori e del trattamento acque, una parte sostanziale del controllo della corrosione negli impianti di processo.
Personale marino e offshore. Vive già l'ambiente di corrosione più aggressivo che esista.
Certificazione e pericolo. Ispezione dei rivestimenti, protezione catodica e ispezione non distruttiva operano secondo schemi di certificazione del personale riconosciuti con requisiti di esame ed esperienza, e la valutazione dell'integrità delle apparecchiature a pressione è governata da codici. La preparazione delle superfici e il lavoro di rivestimento comportano rischi da polveri respirabili tra cui silice cristallina, esposizione a solventi, accesso in spazi confinati e lavoro in quota. La formazione costruisce comprensione tecnica e prepara le persone ai percorsi di certificazione. Non conferisce certificazione o autorizzazione ad approvare un asset come idoneo al servizio.
Cosa portare a casa
Il costo è grande e invisibile perché viene contabilizzato sotto manutenzione, sostituzione e fermo impianto, motivo per cui la prevenzione è sistematicamente sottofinanziata.
Le forme pericolose sono localizzate e falliscono improvvisamente con quasi nessuna perdita generale di metallo, così un regime di ispezione che misura lo spessore parete non trova nulla finché non è troppo tardi.
La corrosione galvanica è una decisione di progetto le cui conseguenze appaiono anni dopo, quando il progettista se n'è andato.
I guasti dei rivestimenti sono guasti di preparazione della superficie, quindi il sabbiatore e l'ispettore determinano l'esito più di chi lo specifica.
E verniciatori, sabbiatori e personale d'ispezione sono la via d'ingresso naturale, con schemi di certificazione che le danno una vera struttura di carriera.
Perché il costo della corrosione è invisibile?
Perché viene registrato come manutenzione, sostituzione, interruzione o costo energetico invece che come corrosione. Il totale non compare mai da nessuna parte, quindi la prevenzione sembra puro costo.
Quali tipi di corrosione causano guasti?
Le forme localizzate: vaiolatura, corrosione interstiziale, attacco galvanico, cricche da corrosione sotto sforzo, corrosione da erosione e corrosione microbiologicamente influenzata. Falliscono improvvisamente con perdita generale minima di metallo.
Perché i rivestimenti protettivi falliscono presto?
Quasi sempre per preparazione della superficie: pulizia, contaminazione da sale solubile, profilo scorretto, applicazione fuori dalla finestra specificata di temperatura e umidità, o spessore inadeguato a bordi e saldature.
Chi può passare a ruoli sulla corrosione?
Prima gli applicatori di rivestimenti e sabbiatori, con schemi di certificazione che danno una progressione chiara, poi tecnici di ispezione, personale di manutenzione e chimici verso inibitori e trattamento acque.
Dove si colloca questa direzione nel dominio?
Decima delle undici direzioni nel dominio Materiali avanzati di Astra Trainer, di solito definita con manutenzione e gestione degli asset in manifattura avanzata. Puoi vederle qui.