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Roberto GIOVANARDI
Professore Associato
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"
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Insegnamento: Corrosione e Protezione dei Materiali Metallici
Ingegneria dei materiali (Offerta formativa 2024)
Obiettivi formativi
Introdurre gli studenti alle problematiche sulla stabilità dei materiali metallici nei vari ambienti dopo aver definito le condizioni elettrochimiche, termodinamiche e cinetiche, che portano all'attivazione e alla propagazione di un processo corrosivo. Illustrare i principi e i metodi di protezione contro la corrosione dei materiali metallici. Fornire i criteri di selezione e i metodi di stima delle prestazioni dei metalli nei vari ambienti. Illustrare casi particolari di corrosione di vari metalli e leghe.
Prerequisiti
Conoscenza di chimica generale acquisite con un insegnamento universitario di primo livello (laurea triennale).
Programma del corso
Elementi di Elettrochimica (2CFU).
-Conducibilità elettrica: i conduttori elettrici. Gli elettroliti.
-Potenziali chimico, elettrico ed elettrochimico.
-Convenzioni elettrochimiche e potenziali standard. Equazione di Nernst.
-Diagrammi Potenziale-pH. Polarizzazione: Equazione di Buttler-Volmer e di Tafel.
-Cinetica della corrosione elettrochimica, il potenziale misto.
-Curve di polarizzazione. Diagrammi di Evans.
-Processi Anodici e Catodici.
Meccanismi di corrosione (2CFU)
-Celle a concentrazione di ossigeno. Celle a concentrazione di ioni metallici. Celle attivo-passive.
-Corrosione caverniforme (pitting).
-Corrosione sotto schermo e da deposito.
-Corrosione intergranulare e transgranulare.
-Corrosione influenzata da fattori meccanici. Stress Corrosion Cracking. Infragilimento e frattura da idrogeno. Corrosione per fatica. Corrosione per erosione e cavitazione. Corrosione per attrito.
-Corrosione Atmosferica.
-Corrosione nel Suolo
-Corrosione in Gas Secchi. Termodinamica e Cinetica. Meccanismi di ossidazione. Struttura e proprietà di alcuni ossidi metallici. Teoria dell'alligazione per alte temperature.
-Prove di corrosione
Metodi di protezione e Prevenzione della corrosione (1CFU)
-Protezione per variazioni nel Metallo e nel Progetto
-Protezione per variazioni nel Mezzo Corrosivo
-Protezione per variazione del Potenziale Metallo-Mezzo Corrosivo
-Protezione mediante rivestimenti superficiali inorganici
-Rivestimenti organici.
Corrosione nei materiali da costruzione (1CFU)
-Corrosione di Ferro e Acciaio.
-Corrosione dell'acciaio inossidabile
-Corrosione dell'alluminio e le sue leghe.
-Corrosione del rame e delle sue leghe.
-Corrosione dello zinco
Metodi didattici
Le lezioni verranno svolte a distanza in modo asincrono (registrate) a causa della situazione sanitaria COVID19; sono previste sessioni periodiche in modalità sincrona (streaming) per chiarire dubbi. Il materiale didattico originale presentato (presentazioni power point e dispense) è reso disponibile agli studenti attraverso il sistema DOLLY.
Testi di riferimento
Gosta Wranglen - An Introduction to Corrosion and Protection of Metals. - Butler & Tanner, Londra
B. Bianchi, F. Mazza - Fondamenti di corrosione e protezione dei metalli - Tamburini, Milano
Pierre R. Roberge - Handbook of Corrosion Engineering - McGraw-Hill, New York.
Verifica dell'apprendimento
La verifica dell'apprendimento si svolge mediante esame orale articolato in tre domande: -descrizione di una tipologia/morfologia di corrosione; -impiego di equazioni/diagrammi (basati su teoria elettrochimica) per studiare a livello termodinamico e/o cinetico la tipologia di corrosione descritta in precedenza; -analisi di un caso pratico di corrosione (proposto dal docente) e richiesta di indicazione di specifici metodi di protezione/prevenzione efficaci in quel contesto.
La durata della prova orale è di circa 40 minuti. Tale prova di esame sarà valutata con un punteggio in trentesimi, con eventuale lode. Nell’attribuzione del punteggio di questa prova verrà valutato il livello delle conoscenze teoriche acquisite (50%), della capacità di applicare le conoscenze acquisite (30%), dell’autonomia di giudizio (10%) e delle abilità comunicative (10%).
Durante la prova NON è consentita la consultazione di materiale didattico.
Le prove potrebbero essere svolte in presenza
o a distanza a seconda dell'evoluzione della situazione COVID19
Risultati attesi
Conoscenze e capacità di comprensione - Tramite lezioni frontali in aula lo studente apprende le basi di elettrochimica necessarie per comprendere e studiare i processi di corrosione umida, quali sono le principali morfologie di corrosione, i metodi elettrochimici per studiare a livello cinetico e termodinamico i diversi fenomeni e i principali metodi di protezione e prevenzione. Capacità di applicare conoscenza e comprensione - Tramite le lezioni frontali svolte nella seconda parte del corso, dove vengono mostrati casi pratici di corrosione per le principali leghe metalliche di interesse, lo studente apprende come applicare le conoscenze acquisite in diversi contesti. Autonomia di giudizio - Lo studente sarà in grado di leggere e comprendere testi di base ed avanzati e di affrontare con successo la letteratura specialistica di settore, migliorare le proprie capacità di valutazione critica dei risultati ottenuti e delle approssimazioni fatte, scegliere i metodi più appropriati per il problema in esame, valutare e interpretare i risultati e/o dati sperimentali. Abilità comunicative - Lo studente acquisisce il linguaggio tecnico-specialistico che gli permetterà di dialogare con tecnici e specialisti nell’ambito dei materiali e di tradurre concetti anche complessi in un linguaggio comprensibile al non-specialista ma garantendo la correttezza delle informazioni fornite. La prova orale abilita a presentare i dati in modo efficace, a discuterli sulla base delle approssimazioni fatte, a esprimere i concetti con linguaggio appropriato e conciso e a sostenere un contradditorio. Capacità di apprendimento - Le attività descritte consentono di acquisire gli strumenti metodologici indispensabili per potere autonomamente provvedere a un adeguato aggiornamento.