Controllo della corrosione nel trattamento delle acque: dalla chimica dell'acqua alla scelta dei materiali per le valvole

Una guida pratica per gli ingegneri specializzati nel trattamento delle acque, che tratta le strategie chimiche, la scelta dei materiali e le specifiche delle apparecchiature per ambienti corrosivi.

Comprendere la corrosione nei sistemi di trattamento delle acque

La corrosione nei sistemi di trattamento delle acque non è un problema isolato, bensì un problema legato al sistema elettrochimico. Nella sua essenza, la corrosione è una reazione di ossidazione-riduzione: il metallo presente all’anodo si dissolve nell’acqua, rilasciando elettroni che si spostano verso il catodo, dove vengono accettati da agenti ossidanti come l’ossigeno disciolto. Affinché ciò avvenga, devono essere presenti tre componenti: un anodo, un catodo e un elettrolita; nei sistemi di trattamento delle acque, l’acqua stessa funge da elettrolita.

I tipi di corrosione più comuni riscontrati negli impianti di trattamento delle acque includono la corrosione uniforme (perdita uniforme di metallo su tutta la superficie), la corrosione puntiforme (penetrazione profonda localizzata che può perforare le pareti delle tubazioni con danni visibili minimi in altre zone), la corrosione galvanica (innescata dal contatto tra metalli dissimili nello stesso flusso d’acqua) e la corrosione indotta da microrganismi (MIC), in cui le colonie batteriche generano reazioni chimiche aggressive a livello locale sulle superfici metalliche.

Le conseguenze del non prestare attenzione al controllo della corrosione si dividono in tre categorie. In primo luogo, i rischi per la salute: la corrosione rilascia metalli tossici come piombo, rame e zinco nell’acqua potabile. In secondo luogo, i danni alle infrastrutture: la perforazione delle tubazioni e i guasti alle apparecchiature causano fermi improdotti che si ripercuotono sul funzionamento dell’impianto di trattamento. In terzo luogo, i costi operativi: la sostituzione di valvole, pompe e tubazioni corrose costa da 3 a 5 volte di più nel corso della vita utile di un impianto, mentre una corretta scelta dei materiali avrebbe potuto prolungarne la durata fino a 15 o 20 anni. La tubercolazione, ovvero l’accumulo di noduli di ruggine all’interno delle vecchie tubazioni in ghisa, è la manifestazione visibile di questo problema, che riduce il diametro effettivo delle tubazioni e crea un terreno fertile per i batteri.

• Rischio per la salute: I metalli tossici, quali piombo, rame e zinco, si disperdono nell'acqua potabile a causa della corrosione delle tubature e dei raccordi.

• Danni alle infrastrutture: Le perforazioni nelle tubazioni e i guasti alle apparecchiature causano arresti imprevisti nelle attività degli impianti di trattamento.

• Costo operativo: Sostituzione delle apparecchiature corrose 3-5 volte nel corso della vita utile di un impianto rispetto a 15-20 anni con una scelta adeguata dei materiali.

Parametri chimici dell’acqua che favoriscono la corrosione

La corrosione non è un fenomeno casuale. È determinata da parametri chimici dell’acqua misurabili, e comprenderli è il primo passo per poterli controllare. Sei sono i fattori principali:

Parametri dell'acqua	Effetto sulla corrosione	Soglia di rischio tipica
pH	Un pH basso (acqua acida) accelera la dissoluzione dei metalli aumentando la disponibilità di ioni Hz al catodo	Un pH < 6,5 aumenta significativamente la velocità di corrosione; per la maggior parte dei sistemi, il valore target è compreso tra 7,0 e 8,5
Alcalinità (espressa come CaCOƒ)	Fornisce capacità tampone; una bassa alcalinità comporta un rapido calo del pH in presenza di sostanze acide	Valore minimo raccomandato: 30 mg/L per le reti di distribuzione dell'acqua potabile
Ossigeno disciolto (DO)	Favorisce la semireazione catodica; un maggiore contenuto di ossigeno disciolto (DO) comporta una corrosione più rapida, a meno che non si sia già formato uno strato protettivo di ossido	Una concentrazione superiore a 2-4 mg/L nell'acqua non trattata accelera la corrosione uniforme
Solidi totali disciolti (TDS)	Aumenta la conduttività dell'acqua, potenziando la cella di corrosione elettrochimica	Un TDS > 500 mg/L aumenta significativamente la conduttività; l'acqua di mare ha un valore di circa 35.000 mg/L
Cloruro (Cl{)	Lo ione più aggressivo per la corrosione puntiforme; distrugge i film di ossido passivo presenti sull'acciaio inossidabile	> Una concentrazione di 250 mg/L aumenta il rischio di corrosione puntiforme per l'acciaio 304SS; il cloruro presente nell'acqua di mare, con una concentrazione di circa 19.000 mg/L, richiede l'uso di materiali duplex o non metallici
Temperatura	Accelera la cinetica di reazione; riduce inoltre la solubilità dei gas disciolti (effetto netto complesso)	Regola empirica: la velocità di corrosione raddoppia ogni 10 °C di aumento della temperatura

Questi parametri non agiscono isolatamente. Un pH basso combinato con un’elevata concentrazione di cloruro costituisce la combinazione più pericolosa in qualsiasi sistema di trattamento dell’acqua: l’ambiente acido rimuove gli strati protettivi di ossido e gli ioni cloruro attaccano la superficie metallica esposta prima che possa formarsi un nuovo film passivo. L’Indice di Saturazione di Langelier (LSI), che prevede se l’acqua sarà corrosiva o tenderà a formare incrostazioni in base al pH, all’alcalinità, alla durezza calcarea, alla temperatura e al TDS, rimane lo strumento di screening più ampiamente utilizzato. Un LSI inferiore a -0,5 indica acqua corrosiva; superiore a +0,5 indica una tendenza alla formazione di incrostazioni.

La combinazione più pericolosa

Un pH basso rimuove lo strato protettivo di ossido. Un’elevata concentrazione di cloruro attacca il metallo esposto prima che possa riformarsi. Insieme, accelerano la corrosione in misura maggiore rispetto a quanto farebbe ciascuno di essi da solo.

Un modello mentale utile: acqua di mare contro acqua deionizzata. La maggior parte delle persone ritiene che l’acqua pura sia sicura. In realtà, l’acqua deionizzata è estremamente corrosiva perché, non avendo alcuna capacità tampone, sottrae ioni da qualsiasi metallo con cui entra in contatto per ristabilire l’equilibrio. L’acqua di mare, nonostante la sua reputazione intimidatoria, è gestibile se si scelgono i materiali giusti. La differenza sta nel conoscere la chimica.

Metodi di trattamento chimico per il controllo della corrosione

Il controllo della corrosione chimica si basa su un principio fondamentale: creare una barriera tra la superficie metallica e l'acqua. Tale barriera può essere costituita da un film chimico di inibitori che si adsorbono sulla parete del tubo oppure da una barriera termodinamica, in cui si modifica la composizione chimica dell'acqua in modo che sia l'acqua stessa a depositare un sottile strato protettivo di carbonato di calcio. Le due strategie agiscono in sinergia, non in contrasto tra loro.

Inibitori di corrosione: fosfati, silicati e alternative emergenti

Gli inibitori di corrosione più diffusi nel trattamento delle acque si dividono in tre famiglie:

Tipo di inibitore	Meccanismo	Migliore applicazione	Limitazione principale
Ortofosfato (PO³⁻)	Forma una pellicola protettiva di fosfato di ferro sulle superfici metalliche reagendo con i prodotti della corrosione a livello dell'anodo	Controllo della corrosione del piombo e del rame nelle reti di distribuzione dell'acqua potabile ai sensi della normativa EPA sul piombo e sul rame	Richiede un dosaggio continuo di 0,5-3,0 mg/L come PO„; un dosaggio insufficiente può accelerare la formazione di corrosione puntiforme
Polifosfato	Sequestra i metalli disciolti e forma una pellicola vetrosa; inoltre previene la formazione di incrostazioni	Miscelato con ortofosfato per programmi combinati di controllo della corrosione e delle incrostazioni	Rischio di reversione: a temperature elevate, i polifosfati si idrolizzano trasformandosi nuovamente in ortofosfato, causando la formazione indesiderata di incrostazioni di fosfato di calcio
Silicato di sodio	Forma un sottile strato di gel di silice sulle superfici metalliche dopo 4-8 settimane di applicazione continua	Acque dolci a bassa alcalinità in cui la concentrazione di fosfati può essere limitata	La formazione del film è lenta; non protegge dai danni da corrosione già presenti

L'ortofosfato è il principale agente utilizzato negli Stati Uniti per il controllo della corrosione nell'acqua potabile, raccomandato dalle “Raccomandazioni tecniche per la valutazione dei trattamenti ottimali di controllo della corrosione” dell’EPA ai fini della conformità alle norme relative al piombo e al rame (EPA, 2023). Il meccanismo è semplice: il fosfato reagisce con i prodotti di corrosione del ferro a livello dell’anodo formando una pellicola densa e aderente che impedisce l’ulteriore dissoluzione del metallo.

Una nuova tendenza nella chimica degli inibitori è il passaggio ad alternative a basso contenuto di fosforo e di origine biologica. Lo scarico di fosforo dagli impianti di trattamento delle acque contribuisce all’eutrofizzazione dei corsi d’acqua riceventi, una pressione normativa che è in costante aumento. Prodotti come AcquaCore di Solugen rappresentano un’alternativa di origine biologica e non tossica, sebbene i dati relativi alle loro prestazioni a lungo termine siano ancora limitati rispetto alla storia decennale dei fosfati nell’uso sul campo.

• 0,5-3,0 mg/L per via orale (PO) — Intervallo di dosaggio dell'ortofosfato: Secondo le linee guida del regolamento dell’EPA sul piombo e sul rame

Regolazione del pH e controllo dell'alcalinità per la stabilità del sistema

L'aumento del pH è la misura di controllo della corrosione più economica disponibile e quella in cui si investe meno frequentemente. L'intervallo di pH target dipende dall'impianto: nella distribuzione dell'acqua potabile si punta a un valore compreso tra 7,0 e 8,5, mentre negli impianti industriali di raffreddamento ad acqua si utilizzano spesso valori più elevati, compresi tra 7,5 e 9,0, per compensare le temperature elevate.

I tre prodotti chimici comunemente utilizzati per la regolazione dell'alcalinità presentano ciascuno dei pro e dei contro ben distinti:

Chimica	Formula	Ideale per	Considerazioni
Calce (idrossido di calcio)	Ca(OH)₂	Grandi impianti comunali con elevata capacità di trattamento	Aggiunge sia calcio che alcalinità; richiede attrezzature per la movimentazione di impasti liquidi; è più conveniente su larga scala
Soda caustica (idrossido di sodio)	NaOH	Impianti di medie e grandi dimensioni; l'alimentazione a liquido semplifica l'automazione	Aumenta il pH senza aggiungere calcio; non aumenta il potenziale di precipitazione del carbonato di calcio (CCPP)
Carbonato di sodio (carbonato di sodio)	Na₂CO₃	Sistemi di piccole dimensioni; facili da maneggiare poiché si presentano sotto forma di polvere secca	Aumenta l'alcalinità ma non apporta calcio; costo per unità di alcalinità più elevato rispetto alla calce

La trappola delle mezze misure

Regolare il pH senza intervenire sull'alcalinità è una soluzione incompleta. L'acqua a bassa alcalinità con un pH pari a 7,0 non ha quasi alcuna capacità tampone: un piccolo apporto di acido può far precipitare il pH in pochi minuti, dissolvendo lo strato protettivo che hai appena creato.

Ma regolare il pH senza intervenire sull’alcalinità è una misura incompleta. L’acqua a bassa alcalinità, anche a un pH neutro di 7,0, non ha praticamente alcuna capacità tampone. Un piccolo apporto di acido (pioggia acida, sbalzo nell’alimentazione chimica) può far precipitare il pH, e il deposito protettivo sulle pareti delle tubature si dissolve in pochi minuti. L’alcalinità minima raccomandata per una distribuzione stabile dell’acqua potabile è di 30 mg/L come CaCOƒ. L’intervallo target LSI compreso tra -0,5 e +0,5 mantiene l’acqua leggermente incrostante senza rischiare una forte formazione di incrostazioni.

Pensateci come alla chimica delle piscine: chi gestisce una piscina sa che deve monitorare sia il pH che l’alcalinità totale, perché senza alcalinità il pH oscilla in modo incontrollato a ogni aggiunta di prodotti chimici. Il controllo della corrosione nel trattamento delle acque segue lo stesso principio: l’alcalinità funge da ammortizzatore.

Protezione a livello delle apparecchiature: scelta di valvole e materiali resistenti alla corrosione

Il trattamento chimico si occupa della parte relativa all’acqua. Ma esiste un altro aspetto del controllo della corrosione che la copertura standard del SERP ignora quasi del tutto: la scelta di materiali per le apparecchiature che siano intrinsecamente resistenti all’ambiente corrosivo. Nemmeno il miglior programma di inibitori chimici può salvare una valvola in acciaio inossidabile 304 installata in un impianto a contatto con l’acqua di mare. La scelta dei materiali delle apparecchiature non è un piano di riserva, ma la prima linea di difesa.

Prima di addentrarti nella scelta dei tipi di materiale, utilizza questo schema di autovalutazione: qual è il fluido in questione? (Acqua pulita? Clorata? Acida? Acqua di mare?) Quali sono gli intervalli di temperatura e pressione? E, cosa fondamentale, stai calcolando il costo in base al prezzo di acquisto o al costo totale di proprietà su 10 anni? Rispondere a queste tre domande prima di definire qualsiasi specifica sui materiali consente di risparmiare più denaro rispetto a qualsiasi programma di riparazione della corrosione post-installazione.

Tipi di materiale: acciaio inossidabile 304 vs acciaio inossidabile 316 vs duplex vs rivestito in PTFE vs materie plastiche

L'errore più comune nelle specifiche tecniche delle apparecchiature per il trattamento dell'acqua è quello di richiedere "acciaio inossidabile" senza specificarne il tipo. La differenza tra il 304 e il 316 è di circa 2% di molibdeno. In presenza di ioni cloruro, quel 2% rappresenta la differenza tra una durata di 15 anni e la perforazione da corrosione puntiforme entro 6 mesi.

Grado del materiale	Resistenza al cloruro (soglia approssimativa)	Temperatura massima continua	Migliore applicazione per il trattamento dell'acqua	Costo relativo
Acciaio inossidabile 304 (CF8)	100-200 ppm di Cl{ (il rischio di corrosione puntiforme aumenta al di sopra di questo valore)	~400 °C (limite del materiale, non di esercizio)	Sistemi di acqua dolce per uso interno, acqua di processo a basso contenuto di cloruro	Valore di riferimento (1,0×)
Acciaio inossidabile 316 (CF8M)	500-1000 ppm di Cl{ (il molibdeno conferisce resistenza alla corrosione puntiforme)	~400 °C	Impianti costieri, acqua clorata, esposizione moderata a sostanze chimiche	~1,3×
Super Duplex 2507 (CE3MN)	>10.000 ppm di Cl{ (PREN e40; resistente alla corrosione da tensocorrosione indotta dal cloruro)	~300 °C	Desalinizzazione dell'acqua di mare, salamoia da osmosi inversa, piattaforme offshore	~3-4×
Acciaio al carbonio rivestito in PTFE	Resistenza chimica quasi universale fino a circa 180 °C	~180 °C (limite massimo)	Acidi/alcali concentrati, linee di dosaggio di sostanze chimiche	~1,5-2×
U-PVC / C-PVC	Inerte alla maggior parte dei prodotti chimici utilizzati nel trattamento delle acque; non provoca corrosione metallica	~60 °C (UPVC) / ~95 °C (CPVC)	Condotte corrosive a bassa pressione, stoccaggio di sostanze chimiche, presa d’acqua di mare	0,3-0,5×

La regola decisionale fondamentale: se l’acqua presenta un contenuto di cloruro superiore a 250 ppm, escludere l’acciaio inossidabile 304 e optare direttamente per il 316 come requisito minimo. Per le applicazioni con acqua di mare (19.000 ppm di cloruro), il Super Duplex è l’opzione metallica di riferimento; le valvole in plastica (UPVC/CPVC) o rivestite in PTFE sono spesso la scelta più conveniente per gli impianti con acqua di mare a pressione da bassa a moderata. Per i flussi di acidi o alcali concentrati, comuni nei sistemi di pulizia chimica e di regolazione del pH, le valvole rivestite in PTFE sono l’unica soluzione affidabile con corpo metallico, in grado di gestire concentrazioni pari o superiori a 90%.

Attenzione al presupposto secondo cui “inossidabile significa assenza di corrosione”. L’acciaio inossidabile resiste alla corrosione formando una pellicola passiva di ossido di cromo. Gli ioni cloruro penetrano in tale pellicola in punti specifici. Una volta che si forma una cavità, la composizione chimica locale all’interno della cavità diventa molto più aggressiva rispetto all’acqua circostante: si tratta di una modalità di guasto autoaccelerante che può perforare il corpo di una valvola senza che vi siano danni visibili in altre parti della superficie. Una valvola in acciaio 304 utilizzata in ambiente costiero può guastarsi in meno di un anno pur apparendo intatta dall’esterno.

La trappola 304

L'acciaio inossidabile 304, se utilizzato in ambiente costiero, può deteriorarsi in meno di un anno pur mantenendo un aspetto impeccabile all'esterno.

Esempio: Impianto di trattamento delle acque interne 304SS 10+ anni | Impianto di trattamento delle acque costiere 304SS <1 anno | Stesso materiale. Un'unica variabile: il cloruro.

Tipi di valvole per diverse applicazioni nel trattamento delle acque

Le diverse zone di processo all’interno di un impianto di trattamento delle acque presentano problemi di corrosione sostanzialmente diversi. Scegliere il tipo e il materiale della valvola in base a ciascuna zona consente di evitare la causa più comune di guasto prematuro delle valvole: l’utilizzo della valvola giusta nel posto sbagliato.

Zona di processo	Sfida principale in materia di corrosione	Tipo di valvola consigliato	Specifiche dei materiali
Dosaggio di sostanze chimiche (coagulante, inibitore, dosaggio di acidi/alcali)	Prodotti chimici concentrati; è necessario un controllo preciso della portata	Valvola di regolazione a globo con posizionatore 4-20 mA	Corpo rivestito in PTFE (acidi/alcali) o in acciaio inossidabile 316 (sostanze chimiche standard); finiture specifiche per portata lineare o a percentuale uguale
Presa dell'acqua di mare e alimentazione ad alta pressione dell'impianto di osmosi inversa	Elevato contenuto di cloruro (oltre 19.000 ppm); alta pressione (60-80 bar per SWRO)	Valvola a farfalla (DN200+) per l'isolamento della linea principale; valvola a sfera (DN15-100) per le linee di campionamento/strumentazione	Corpo e disco in Super Duplex 2507; sede in EPDM o Viton
Gestione dei fanghi e dei solidi	Solidi abrasivi + acqua di filtrazione corrosiva; mezzi di filtrazione densi e ad alto contenuto di solidi	Valvola a ghigliottina (a passaggio totale, tenuta bidirezionale)	Corpo in acciaio inossidabile 316 con sede in PTFE o EPDM; otturatore con rivestimento duro per impieghi abrasivi
Distribuzione dell'acqua potabile	È richiesta la conformità alle norme NSF/ANSI 61 e 372; residuo di cloro moderato	Valvola a saracinesca (con sede elastica, tipo OS&Y) o valvola a farfalla per grandi diametri	Corpo in ghisa sferoidale con rivestimento epossidico applicato per fusione (spessore di film secco [DFT] di 200 µm secondo la norma AWWA C550); stelo e elementi di fissaggio in acciaio inossidabile 316
Sistemi CIP e di lavaggio con acido	Acidi/alcali concentrati a caldo sottoposti a cicli durante la pulizia in loco (CIP)	Valvola a sfera (a passaggio totale, con cavità riempita)	Corpo rivestito in PTFE con sedi e guarnizioni in PTFE

Lista di controllo per le valvole di dosaggio dei prodotti chimici:

• Valvola di regolazione Globe con gruppo interno caratterizzato (lineare o a percentuale uguale)

• Posizionatore da 4-20 mA per una regolazione remota di precisione

• Corpo rivestito in PTFE in caso di acidi o alcali; acciaio inossidabile 316 come requisito minimo per sostanze chimiche standard

Per i sistemi di dosaggio chimico, il requisito imprescindibile è un controllo della portata preciso e ripetibile. Le valvole di regolazione a globo con gruppo interno lineare per il dosaggio in regime stazionario, o a percentuale uguale per un ampio campo di regolazione, abbinate a un posizionatore 4-20 mA, garantiscono agli operatori la certezza che il dosaggio dell’inibitore di corrosione rimanga all’interno della ristretta finestra in cui la protezione è efficace. Se il dosaggio è insufficiente, il film protettivo si rompe; se è eccessivo, il costo dei prodotti chimici aumenta vertiginosamente senza alcun beneficio aggiuntivo.

Per la distribuzione dell’acqua potabile, la normativa aggiunge una seconda dimensione oltre alla resistenza alla corrosione: ogni valvola a contatto con l’acqua potabile deve essere conforme alle norme NSF/ANSI 61 (effetti sulla salute) e NSF/ANSI 372 (basso contenuto di piombo, media ponderata d0.25%). Le valvole a saracinesca in ghisa sferoidale con rivestimento epossidico applicato per fusione conforme alla norma AWWA C515, dotate di stelo e elementi di fissaggio in acciaio inossidabile 316, sono diventate la specifica standard per i servizi idrici in tutto il Nord America.

Rivestimenti protettivi e rivestimenti interni per una maggiore durata

Anche il materiale di base più adatto trae vantaggio da uno strato protettivo aggiuntivo. I rivestimenti proteggono la superficie esterna dalla corrosione atmosferica; i rivestimenti interni proteggono la superficie interna a contatto con il fluido di processo. Entrambi sono essenziali ed entrambi presentano modalità di guasto prevedibili, se si sa cosa cercare.

Il rivestimento epossidico legato per fusione (FBE) è il rivestimento standard per valvole e raccordi destinati al trattamento delle acque. Applicato con uno spessore minimo del film secco di 200 µm secondo la norma AWWA C550, l’FBE garantisce un’efficace protezione dalla corrosione in ambienti con pH compreso tra 4 e 9, coprendo così la stragrande maggioranza delle applicazioni nel settore del trattamento delle acque. Il rivestimento viene applicato in fabbrica e polimerizzato a caldo, creando un legame che resiste sia ai danni da movimentazione meccanica sia al distacco catodico. Per le valvole interrate, un rivestimento FBE di almeno 200 µm su entrambe le superfici interne ed esterne, integrato da protezione catodica laddove le condizioni del terreno lo richiedano, è la prassi standard del settore secondo la norma ISO 12944-2, categoria di corrosività C4 (ambienti industriali/costieri ad alta corrosività).

I rivestimenti in PTFE e PFA hanno una funzione diversa: proteggono il corpo della valvola dalle sostanze chimiche aggressive che potrebbero corrodere qualsiasi materiale metallico. In presenza di acidi concentrati, una valvola a sfera o a farfalla rivestita in PTFE è in grado di gestire fluidi che distruggerebbero una valvola in Super Duplex nel giro di poche ore. Tuttavia, l’efficacia di un rivestimento dipende dalla sua integrità. Un singolo foro minuscolo nel rivestimento in PTFE permette al fluido corrosivo di raggiungere il corpo in acciaio al carbonio, creando una zona di corrosione localizzata molto più aggressiva rispetto a quanto accadrebbe se la valvola fosse priva di rivestimento. I prodotti della corrosione intrappolati possono, nel tempo, provocare rigonfiamenti o crepe nel rivestimento dalla parte posteriore. Per applicazioni critiche, è opportuno specificare valvole rivestite sottoposte a test di scintilla (rilevamento di perdite) in fabbrica e programmare ispezioni periodiche durante il servizio.

• Ripartizione dei costi del ciclo di vita: Prezzo di acquisto 15-20% | Manutenzione, tempi di fermo e sostituzione 80%+. (Fonte: Analisi dei costi del ciclo di vita nel settore delle valvole per il trattamento delle acque)

Per gli operatori che valutano gli aspetti economici: il costo incrementale derivante dalla scelta di valvole in ghisa sferoidale con rivestimento FBE al posto di quelle in ghisa non rivestita è pari a circa il 15-20% sull’ordine di acquisto. A fronte di ciò, una valvola rivestita impiegata nel trattamento delle acque garantisce in genere una durata di servizio di 15-20 anni, contro i 3-5 anni del materiale non rivestito nello stesso ambiente. I conti sono sempre a favore del rivestimento.

I produttori di valvole specializzati in modelli resistenti alla corrosione, come VINCER, la cui serie di valvole a sfera e a farfalla rivestite in PTFE è in grado di gestire concentrazioni di acidi e alcali pari o superiori a 90%, offrono combinazioni di materiali e rivestimenti appositamente studiate per le applicazioni nel trattamento delle acque. Consultare un ingegnere applicativo durante la fase di definizione delle specifiche aiuta a individuare la giusta combinazione di materiale e rivestimento per ciascuna zona di processo, evitando l’errore più costoso nell’acquisto delle valvole: acquistare le stesse specifiche per ogni posizione, indipendentemente dall’ambiente corrosivo a cui ogni valvola è effettivamente esposta.

Sviluppo di una strategia integrata di gestione della corrosione

Il trattamento chimico e la scelta dei materiali delle apparecchiature non sono alternative, ma le due parti di un’unica strategia. Gli inibitori chimici e il controllo del pH gestiscono il potenziale corrosivo dell’acqua; la scelta dei materiali, l’abbinamento dei tipi di valvole e i rivestimenti protettivi garantiscono la resistenza alla corrosione delle apparecchiature. Una debolezza in una delle due parti compromette l’intero sistema.

Le diverse zone di processo all’interno dello stesso impianto di trattamento delle acque presentano profili di corrosione diversi, e la strategia dovrebbe tenerne conto. L’area di dosaggio delle sostanze chimiche richiede valvole rivestite in PTFE e pompe dosatrici di precisione. La linea di trattamento dei fanghi necessita di valvole a ghigliottina resistenti all’abrasione. La rete di distribuzione dell’acqua trattata richiede valvole a saracinesca rivestite conformi alle norme NSF. Una specifica “universale” per le valvole rappresenta una scorciatoia nell’approvvigionamento che si trasforma in un grattacapo operativo già nel primo ciclo di manutenzione.

Il ragionamento economico è chiaro e supportato dai dati. Le analisi di settore dimostrano costantemente che il prezzo di acquisto di una valvola rappresenta solo il 15-20% del suo costo totale di ciclo di vita. Il restante 80% o più deriva dalla manodopera di manutenzione, dai tempi di fermo non pianificati, dall’approvvigionamento di ricambi e, nel peggiore dei casi, dalle sanzioni ambientali o normative derivanti da un guasto legato alla corrosione. Spendere il 20% in più inizialmente per attrezzature resistenti alla corrosione correttamente specificate consente di evitare sistematicamente l’80% dell’onere dei costi nell’arco della vita utile. Si tratta di una delle decisioni di investimento con il più alto ritorno che un operatore nel settore del trattamento delle acque possa prendere.

Il punto di partenza corretto è un’analisi, zona per zona del processo, dei rischi di corrosione, delle attuali specifiche dei materiali e della cronologia dei guasti. Per ogni zona, occorre chiedersi: qual è la composizione chimica del fluido, qual è la modalità di guasto più comune in questo punto e se l’attuale specifica del materiale della valvola è adeguata alle condizioni operative effettive, e non a quelle di progetto? Le risposte a queste tre domande metteranno in luce gli interventi di aggiornamento prioritari più rapidamente di qualsiasi lista di controllo generica.

Il tuo prossimo passo: verifica della zona di processo

1. Quali sono le caratteristiche chimiche del fluido in questa zona: pH, concentrazione di cloruro, intervallo di temperatura e additivi chimici?

2. Qual è la modalità di guasto più comune in questo caso: corrosione puntiforme, corrosione uniforme, cedimento del rivestimento o usura meccanica?

3. Le specifiche relative al materiale della valvola attualmente in uso sono adeguate per il attuale condizioni operative diverse da quelle previste in fase di progettazione?

Bibliografia

1. Agenzia per la protezione dell'ambiente degli Stati Uniti. “Norme e regolamenti sull'acqua potabile”. https://www.epa.gov/dwstandardsregulations

2. American Water Works Association. “AWWA C550: Rivestimenti protettivi interni per valvole e idranti.” https://www.awwa.org

3. Organizzazione internazionale per la normazione. “ISO 12944-2:2017 Vernici e smalti. Protezione dalla corrosione delle strutture in acciaio mediante sistemi di verniciatura protettivi.” https://www.iso.org/standard/67092.html

4. Valvola VINCER. “Valvole ad azionamento elettrico.” https://www.vincervalve.com/electric-actuated-valve/

5. Valvola VINCER. “Valvole ad azionamento pneumatico.” https://www.vincervalve.com/pneumatic-actuated-valve/

6. VINCER Valve. Homepage. https://www.vincervalve.com/