Salute e malattia
L'erosione dell'acciaio al carbonio avviene tramite una reazione chimica. A seconda delle condizioni, l'erosione si verifica in aria, suolo e acqua. Il pH ha la maggiore influenza sull'erosione dell'acciaio al carbonio. L'acciaio al carbonio è un metallo alcalino e predilige condizioni simili. Pertanto, l'esposizione a livelli di pH più bassi aumenta la velocità di erosione.
A livello globale, circa l'85 percento della produzione annua di acciaio consiste in acciaio al carbonio. Come materiale ingegneristico, è ampiamente utilizzato in progetti di costruzione che spaziano da condotte, impianti a combustibili fossili e nucleari, attrezzature minerarie e trasporti. Nonostante un così pesante affidamento industriale sull'acciaio al carbonio, questo è piuttosto suscettibile all'erosione, anche nota come corrosione. Le conseguenze economiche dell'erosione diffusa dell'acciaio al carbonio giustificano investimenti per la sua riduzione.
La scala del pH va da 1 a 14, dove 1 è il più acido, 14 il più alcalino e 7 è neutro. In soluzione, gli ambienti acidi sono più carichi positivamente, in quanto contengono ioni idrogeno carichi positivamente. Le soluzioni alcaline, invece, sono più cariche negativamente. In chimica, soluzioni di questo tipo sono chiamate elettroliti.
In soluzioni dove sono presenti diversi ioni idrogeno, l'acciaio al carbonio perde elettroni e si ossida. L'acciaio al carbonio ora caricato positivamente reagisce con le molecole d'acqua per formare l'idrossido ferroso instabile sulla sua superficie, che poi reagisce continuamente con altre molecole d'acqua per formare infine l'ossido ferrico, altrimenti noto come ruggine.
A pH compreso tra 6,5 e neutro, i tassi di erosione per l'acciaio al carbonio sono significativamente vicini a 10 mils all'anno (1 mil = 1 millesimo di pollice). La velocità diminuisce gradualmente all'aumentare dei livelli di pH, scendendo da 8 mils all'anno a quasi zero tra pH 8,5 e 9,5. Ciò avviene perché l'acciaio al carbonio è anch'esso alcalino e predilige condizioni alcaline.
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