In sintesi: un impianto industriale di raffreddamento ad acqua ricircolante riusa l'acqua dopo lo scambio termico in un circuito aperto (torre evaporativa o vasca di reintegro) o chiuso; la corrosione è una sovrapposizione di corrosione elettrochimica, vaiolatura da cloruri, corrosione influenzata dai microrganismi (MIC) e corrosione sotto deposito. La protezione segue una logica a strati: stabilizzazione dell'acqua + rivestimento protettivo + se necessario protezione catodica o materiali resistenti. Secondo GB/T 50050-2017 la velocità di corrosione uniforme dell'acciaio al carbonio va tenuta sotto <0.075 mm/a e quella delle leghe di rame e degli acciai inossidabili sotto <0.005 mm/a; le casse d'acqua dei condensatori e l'interno delle tubazioni di ricircolo sono spesso rivestite con un lining epossidico-fenolico (novolac) di 300–500 µm, mentre le vasche in calcestruzzo usano un sigillante epossidico più barriera vinilica/fibre di vetro. Cassa, tubo lato acqua e vasca hanno forme di corrosione dominanti diverse, quindi la protezione non può essere uniforme.
Cosa si intende per corrosione in un circuito ad acqua ricircolante
L'acqua di raffreddamento circola ripetutamente tra i fasci tubieri dello scambiatore, le casse d'acqua, le tubazioni di ricircolo e la vasca di raccolta della torre evaporativa, concentrandosi per evaporazione mentre si riscalda; all'aumentare dei cicli di concentrazione crescono insieme salinità, cloruri e alcalinità. L'acciaio al carbonio subisce corrosione uniforme per depolarizzazione a ossigeno; incrostazioni e biofouling generano celle a aerazione differenziale che innescano vaiolatura localizzata; l'acqua di mare o un reintegro ad alto cloruro provoca anche vaiolatura da cloruri e criccatura per corrosione sotto sforzo degli inossidabili. Microrganismi come i solfato-riduttori (SRB) creano micro-zone anaerobiche sotto il fouling, fonte tipica di MIC.
Che rapporto con la chimica di trattamento dell'acqua?
Inibitori di corrosione e di incrostazione e biocidi rientrano nella stabilizzazione dell'acqua: mantengono velocità di corrosione, resistenza termica dei depositi e carica microbica entro i limiti, prima linea di difesa in esercizio; ma la chimica non impedisce l'innesco della vaiolatura, la corrosione-erosione, né gli attacchi localizzati in fessura e saldatura, né può proteggere il materiale già degradato. Rivestimenti e lining rientrano nella barriera-materiali e separano il metallo dal mezzo; la protezione catodica integra per gli acciai sommersi come casse d'acqua e tubazioni interrate. I tre si dividono il compito, non si sostituiscono — ed è proprio la combinazione che l'ingegnere della corrosione e il servizio acqua fissano insieme.
Dati chiave
- Limiti di velocità di corrosione (GB/T 50050-2017): acciaio al carbonio per scambiatori e ricircolo <0.075 mm/a (circa 3 mpy); leghe di rame e inossidabili <0.005 mm/a.
- Finestra di qualità dell'acqua: pH 6.8–9.5 (con trattamento acido il limite inferiore non sotto 6.8); per raffreddamento indiretto aperto i cicli di concentrazione non inferiori a 5.0 e non sotto 3.0; torbidità generalmente ≤20 NTU e ≤10 NTU agli scambiatori.
- Microrganismi e fouling: eterotrofi totali ≤1×10⁵ CFU/mL, biofouling ≤3 mL/m³, cloro libero residuo 0.1–1.0 mg/L — il fouling è il terreno fertile della vaiolatura sotto deposito e della MIC.
- Velocità di flusso e temperatura di parete: velocità lato tubi >1.0 m/s, lato mantello >0.3 m/s (contro i depositi senza erosione); temperatura della parete metallica non oltre 70 ℃ per frenare la vaiolatura da cloruri.
- Criteri di incrostazione: resistenza termica dei depositi ≤3.44×10⁻⁴ m²·K/W, tasso di adesione ≤15 mg/(cm²·mese) (fino a 20 in raffineria); più spesso il deposito, più rapida la corrosione sotto deposito.
- Barriera-rivestimento: casse d'acqua e interno delle tubazioni di ricircolo spesso con lining epossidico-fenolico (novolac) di 300–500 µm; vasche in calcestruzzo con primer sigillante epossidico e barriera vinilestere/fibre di vetro (glass-flake) antipermeazione.
Principali parti del circuito ad acqua ricircolante × forma di corrosione dominante × protezione preferita (combinazione, non scelta singola)
| Parte | Forma dominante di corrosione | Protezione preferita | Punti chiave di controllo |
|---|---|---|---|
| Cassa d'acqua del condensatore/scambiatore (acciaio al carbonio) | Corrosione a ossigeno + vaiolatura sotto incrostazione/fouling, MIC | Lining epossidico-fenolico 300–500 µm + anodi sacrificali | Stripe coat su angoli e saldature, spark testing per difetti, punto di rugiada e asciugatura |
| Tubazione in acciaio di ricircolo (superficie interna) | Assottigliamento uniforme + vaiolatura localizzata | Rivestimento interno in malta cementizia/epossidico + stabilizzazione acqua | Limite inferiore di velocità contro i depositi, superiore contro erosione, unitamente alla protezione catodica |
| Tubi di scambio (leghe di rame/inossidabili) | Vaiolatura da cloruri, corrosione da ammoniaca e sotto sforzo | Upgrade materiale (duplex/titanio) + controllo cloro e temperatura | Interazione cloro–temperatura, evitare ristagni e parete secca |
| Torre evaporativa / vasca in calcestruzzo | Carbonatazione, rigonfiamento da corrosione dell'armatura, perdite | Sigillante epossidico + vinilestere/fibre di vetro antipermeazione | Essiccazione del supporto, follow del giunto di dilatazione, valutazione alternativa piastrelle |
Da dove viene la corrosione dominante di ogni parte
Casse d'acqua e tubazioni di ricircolo: attacco localizzato sotto incrostazione e fouling
Quando il percorso d'acqua si incrosta o accumula biofouling, sotto il deposito l'ossigeno scarseggia e i cloruri si concentrano, formando una cella a aerazione differenziale a catodo grande e anodo piccolo: la profondità della vaiolatura può superare di molto l'assottigliamento medio. La parete nuda in acciaio al carbonio la subisce direttamente; lining e protezione catodica sono la barriera principale.
Tubi di scambio: vaiolatura/corrosione sotto sforzo legate a cloro e temperatura
L'inossidabile 304 ad alta temperatura e alto cloro è soggetto a vaiolatura e criccatura per corrosione sotto sforzo da cloruri, e le leghe di rame sono minacciate da ammoniaca ed erosione; la via maestra è tenere la parete sotto 70 ℃ e il cloro entro l'intervallo tollerato dal materiale, usando se serve duplex o tubi in titanio.
Corrosione influenzata dai microrganismi (MIC)
Gli SRB riducono il solfato a solfuro nelle micro-zone anaerobiche del fouling, formando FeS aggressivo e acidificando il mezzo locale; biocidi, mantenendo il fouling ≤3 mL/m³ ed eliminando le zone morte a ristagno sono le leve concrete per tenere a bada la MIC.
Sistema di rivestimento e messa in opera — punti chiave
- Scelta del sistema: casse e lato acqua con lining epossidico senza solvente o epossidico-fenolico (novolac) resistente ad acqua e temperatura; vasca in calcestruzzo con primer sigillante e velo vinilestere/fibre di vetro per bloccare la permeazione.
- Preparazione del supporto: sabbiatura dell'acciaio a Sa2½ con rugosità Rz a target, saldature livellate, spigoli arrotondati e stripe coat — gli angoli sono il punto più debole di ogni lining.
- Finestra di applicazione: controllare temperatura ambiente e umidità relativa, con l'acciaio almeno 3 ℃ sopra il punto di rugiada per evitare la condensa che rovina l'adesione.
- Controllo qualità: misura del film bagnato più misura magnetica del film secco (logica SSPC PA 2), spark testing per difetti passanti e porosità, adesione cross-cut/pull-off, tensione di prova funzione dello spessore.
- Interfaccia con protezione catodica e trattamento acqua: quando lining e anodi sacrificali sono combinati, verificare il potenziale di protezione (in acqua marina usualmente riferimento Ag/AgCl −0.80 a −1.05 V) per non danneggiare il rivestimento per sovraprotezione.
- Tracciabilità di esercizio: registrare velocità da coupon/sonde di corrosione, report settimanali acqua e verbali di spark testing nel dossier impianto; al superamento dei limiti prima controllare chimica e fouling, poi il danno del rivestimento.
Domande frequenti
Se l'acqua di ricircolo è già trattata con inibitori di corrosione e incrostazione, servono ancora rivestimento o protezione catodica?
Sì, le due cose non si escludono. La chimica tiene la velocità di corrosione uniforme entro i limiti, ma protegge poco da innesco di vaiolatura, corrosione localizzata sotto deposito/fouling, erosione e fessura; il lining e la protezione catodica di casse e tubazioni sono seconda e terza barriera a livello di materiale ed elettrochimico, e sono cruciali nei ristagni, angoli e saldature.
Perché i limiti di velocità di corrosione per acciaio al carbonio e inossidabile differiscono di un ordine di grandezza?
GB/T 50050-2017 fissa carbonio <0.075 mm/a e leghe/inossidabili <0.005 mm/a perché, una volta che l'inossidabile subisce vaiolatura o criccatura sotto sforzo in cloruri, si tratta di un guasto passante che non si giudica con 'assottigliamento medio'; il limite più severo impone di prevenire la corrosione localizzata tramite scelta del materiale, controllo di cloro e temperatura.
Perché le casse d'acqua dei condensatori preferiscono epossidico-fenolico anziché epossidico ordinario?
La cassa resta immersa, con differenze di temperatura e cicli caldi/freddi nelle manutenzioni; la resina epossidica indurita con fenolica (novolac) resiste meglio ad acqua calda, temperatura e chimica rispetto all'epossidico amminico ordinario, e un lining spesso 300–500 µm con spark testing riduce sensibilmente la vaiolatura sotto deposito e le perdite; angoli e saldature richiedono comunque uno stripe coat.
Come si quantifica e controlla concretamente il biofouling?
Secondo GB/T 50050-2017 fouling ≤3 mL/m³ (metodo di distacco con biocida), eterotrofi ≤1×10⁵ CFU/mL. Il controllo combina biocidi ossidanti (cloro residuo 0.1–1.0 mg/L, dosaggio a shock) e rotazione di biocidi non ossidanti per evitare resistenze, con limite inferiore di velocità contro i depositi e periodico spurgo.
La vasca in calcestruzzo perde e l'armatura rigonfia per corrosione: come aiutano i rivestimenti?
Prima si risana il supporto: si rimuovono i distacchi, si disossida l'armatura e si sigillano flessibilmente fessure e giunti di dilatazione; poi si realizza uno strato antipermeazione con primer sigillante epossidico + vinilestere/fibre di vetro, garantendo essiccazione e umidità del supporto entro i limiti e capacità del rivestimento di seguire lo spostamento al giunto, valutando se servono piastrelle resistenti o membrane flessibili.
Ha ancora senso un rivestimento interno in malta cementizia nelle tubazioni di ricircolo?
Per le tubazioni in acciaio dove la protezione si affianca al contenimento delle incrostazioni, il rivestimento cementizio protegge l'acciaio al carbonio tramite passivazione ad alta alcalinità + separazione fisica e inibisce l'ingrossamento ruvido dei depositi; è a basso costo e lunga durata, ma resiste poco a erosione e a posa a freddo, quindi di norma lo si combina con stabilizzazione e riparazioni localizzate in epossidico, e per tratti critici si passa al rivestimento interno epossidico senza solvente.
Last updated: 2026-09-22
Riferimenti: GB/T 50050-2017 'Codice di progettazione per il trattamento dell'acqua industriale di raffreddamento a ricircolo' (velocità di corrosione, limiti di qualità dell'acqua e dei microrganismi, resistenza termica dei depositi); GB 50049-2011 'Codice di progettazione per centrali termiche di piccola potenza' 13.12 condensatori e ausiliari; Microbially Influenced Corrosion of Steel in Marine Environments: A Review (PMC10535020, 2023, meccanismi SRB e MIC); SSPC PA 2 (misura magnetica dello spessore del film secco).
Kexin New Materials (Guangdong) Co., Ltd.