Inferriate in acciaio zincato a caldo

Il ferro battuto diventa acciaio.
Cit. Proverbio Cinese

L'AIZ, Associazione Italiana Zincatura, è un'associazione senza scopo di lucro costituita nel 1957 che rappresenta l'industria di zincatura a caldo in Italia.
Il suo principale obiettivo riguarda lo sviluppo dell'uso della zincatura a caldo per la protezione dell'acciaio contro la corrosione.

Essa è molto attiva nel settore, tra le sue attività principali da segnalare:
 

• partecipazione ad elaborazione, stesura e revisione di norme tecniche nazionali ed internazionali nell'ambito delle attività di Comitati ISO, CEN, UNI, Unimet, CEI.
   
• promozione studi specifici per messa a punto nuovi prodotti e perfezionamento di quelli esistenti;
   
• organizzazione convegni e seminari per diffondere l'informazione.
   
• attività di supporto continuo ai progettisti per determinare il migliore risultato dell'applicazione della zincatura a caldo.

Come avviene la zincatura a caldo?

Il processo di zincatura a caldo è quel procedimento utile al fine di proteggere l'acciaio dagli agenti atmosferici che attaccandolo lo porterebbero inevitabilmente alla corrosione, vediamo nello specifico come avviene la zincatura a caldo. 

Al fine di ottenere una zincatura di qualità, numerosi devono essere i passaggi precedenti alla vera e propria immersione del manufatto all'interno del bagno di zinco fuso.

Queste, in sintesi, le fasi del processo di zincatura a caldo:
 

• sgrassaggio, in questa prima fase si ottiene l'eliminazione di oli e grassi deposti sulla superficie durante la produzione e l'assemblaggio del manufatti in acciaio. Concentrazione, temperatura del bagno e tempo di immersione sono i fattori che determinato l'efficienza di questa fase. Vengono utilizzati acidi inorganici forti diluiti con additivi, emulsionanti ed inibitori della corrosione. In fase di sgrassaggio la temperatura del bagno si aggira in un intervallo di 30 e 70 ° C. 
   
• lavaggio, è la fase successiva allo sgrassaggio che permette di sciacquare dal metallo le sostanze alcaline che se trascinate nella fase di decapaggio ridurrebbero il tempo di utilizzo del manufatto finale.
   
• decapaggio, terza fase del processo con protagonista (solitamente) l'acido cloridrico diluito, in questo step vengono rimosse incrostazioni, ossidi e ruggini eventualmente presenti sui pezzi da sottoporre a zincatura. L'immersione presso l'impianto con sezione di pretrattamento viene effettuata a temperatura ambiente e l'acido utilizzato viene diluito sino al 12-16%.
   
• lavaggio, viene definito il lavaggio più importante del processo poichè prolunga la vita dei bagni di trattamento successivi (flussaggio e zincatura). Eseguire quindi un buon lavaggio post-decapaggio permette di salvaguardare le vasche di flussaggio e zincatura. Il lavaggio viene eseguito in vasche d'acqua riscaldate.
   
• flussaggio, la fase precedente all'immersione nello zinco fuso è utile al fine di formare i sali di flussaggio che permettono di abbassare la tensione superficiale nel bagno di zinco permettendo una migliore bagnabilità tra zinco fuso e superficie di acciaio. 
   
• zincatura, dopo aver passato tutte la varie fasi del processo, il metallo viene portato in un forno appoisito in prossimità del forno di zincatura per essere essiccato. Una volta pronto viene immerso nello zinco fuso. Durante la lenta 'immersione della "calata" nello zinco fuso i metalli si liberano dei sali di flussaggio che scorificando rendono ridotto e privo di strato di ossido il metallo. In questo momento, il metallo viene bagnato dallo zinco e sulla sua superficie avviene la reazione metallurgica di formazione del rivestimento metallico protettivo. L'immersione nello zinco fuso può durare fino a 15 minuti e la temperatura dello zinco si aggira tra i 440 e i 460 °C.

* insieme di pezzi di acciaio sospesi alle traverse

Dal processo di zincatura a caldo viene ricavato l'acciaio zincato, ovvero un metallo trattato che mantiene le sue caratteristiche metalliche ma che è stato "rinforzato" da uno strato di zinco che funge da protezione del ferro stesso rispetto agli agenti atmosferici e non che implicherebbero un piu' o meno rapido processo di corrosione. L'acciaio zincato è molto utilizzato poichè risponde quasi sempre al mix di esigenze dei clienti, infatti la robustezza dell'acciaio viene mantenuta intatta nel medio-lungo periodo dallo strato di zinco legatosi attraverso un processo specifico.

​Perchè zincare l'acciaio? Quali sono i vantaggi?

Scoperto a grandi linee cosa avviene nel processo di zincatura a caldo, resta ora da capire il motivo per cui l'acciaio viene sottoposto a questo procedimento.

I vantaggi dei quali può beneficiare l'acciaio, zincandosi, sono numerosi:
 

• aumento della durata in cui il metallo mantiene le proprie caratteristiche metalliche e di conseguenza le opere strutturali con protagonista l'acciaio zincato durano a lungo,
   
• facilità di monitoraggio del metallo,
   
• rallentamento consistente del processo di corrosione, si stima che l'acciaio zincato si riduca 1/17-1/18 meno rispetto all'acciaio non protetto, 
   
• abbattimento costi di manutenzione, essendo facilmente monitorabili non risulteranno onerose le spese di restyling o di rifacimento della struttura, ma basterà controllare che lo zinco stia facendo il proprio dovere proteggendo l'acciaio dalla corrosione.
   

Da una stima effettuata nel 2013 i campi di applicazione della zincatura a caldo in Europa sono così frammentati:

- Costruzioni 45%

- Arredi stradali 14%

- Utility 9%

- Agricoltura 8%

- Trasporti 7%

- Bulloni 3%

- Equipaggiamenti stradali 8%

- Altro 6 %

Tra la prima voce di questa statistica troviamo anche le inferriate in acciaio zincate a caldo o le persiane blindate di sicurezza in acciaio. Sorgerà spontanea, trattandosi di un componente di sicurezza, la domanda:

"ma le inferriate in acciaio zincato sono più resistenti?" 

Argomentiamo sinteticamente. Lo zinco non va a rafforzare la già resistente struttura metallica dell'acciaio, ma ne va a preservare le caratteristiche funzionali nel medio-lungo periodo, perchè agendo da anticorrosivo permette di mantenere intatte la funzionalità dell'inferriata. Un'inferriata in acciao zincato sarà quindi sicura a lungo perchè non subirà gli effetti della corrosione, e come già spiegato, qualora i sintomi della corrosione si palesino sarà più facili ed economico agire per effettuare un'opera di manutenzione dell'inferriata stessa. Ricapitolando possiamo quindi dire che un'inferriata in acciaio zincato non è più resistente, ma resiste più a lungo conservando il ruolo di dispositivo di sicurezza a protezione dei nostri ambienti.

Come si verifica la corrosione dell'acciaio?

La corrosione, primo nemico del metallo in questione, è un processo mediante il quale avviene un graduale deterioramento del metallo in quanto decadono le proprietà intrinseche dell'acciaio nel caso specifico o di qualsiasi altro metallo parlando più in generale. Nei metalli, l'aggressione da parte degli agenti atmosferici, comporta perdite strutturali che mettono a rischio la sicurezza delle opere. La corrosione rappresenta un danno in materia economica, sociale e di sicurezza.
 

Tubo con percolato di acqua intrisa di ruggine

Diversi sono i metodi studiati e utilizzati per prevenire la corrosione, tra cui la sopracitata zincatura a caldo. Essendo un processo graduale, l'unica vera strategia consigliabile per combatterne il fenomeno è la prevenzione nella scelta dei materiali in fase di progettazione, infatti una volta iniziata la corrosione è difficilmente recuperabile e talvolta può comportare ingenti investimenti di restaurazione che possono risultare inefficaci, ne è esempio lampante il cemento armato corroso.

Questi i metodi più utilizzati per combattere la corrosione:
 

• zincatura a caldo
   
• sistema duplex
   
• verniciatura
   
• rivestimenti con resine

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Quanto dura la protezione data dallo zinco?

La coesistenza tra scelta del materiale migliore e rispetto dei budget sono prerogative imprescindibili in fase di progettazione di qualsiasi opera struttrurale. L'impetuoso incremento della domanda di carburanti e metalli in ottica costruttiva ha inevitabilmente fatto schizzare alle stelle i prezzi delle materie prime stesse, pertanto si è parallelamente "istituita" una corsa al risparmio che ha ha imposto di studiare maggiormente le tecniche per preservare i manufatti dal rischio di deterioramento. Valutare preventivamente i costi di manutenzione per proteggere dalla corrosione le opere diventa quindi l'azione fondamentale per i progettisti ecco perchè il processo di zincatura a caldo ha preso così tanto piede.

Un buon trattamento anticorrosivo deve godere di una serie di caratteristiche fondamentali:

• durata, 
   
• affidabilità,
   
• facilità di applicazione,
   
• facilità di riparazione,
   
• tempo di completamento di breve durata.

La zincatura a caldo dell'acciaio risulta essere il trattamento anticorrosivo più utilizzato in quanto il confronto tra durata, costo iniziale e costo di manutenzione risulta essere il più vantaggioso. Infatti, nonostante l'investimento iniziale possa risultare più alto, i manufatti in acciaio zincati permettono una durata maggiore del prodotto e prevedono, grazie alla facilità di monitoraggio, costi di manutenzione di gran lunga inferiori.

Dimostrazioni grafiche relative alla durata dello zinco e al rapporto costi/durata del rivestimento

La zincatura a caldo rispetta l'ambiente?

Il controllo qualità assume un ruolo strategico in ogni settore produttivo permettendo la valutazione da parte di terzi circa efficenza e valore del bene prodotto; in un settore andato sempre più crescendo come quello della zincatura a caldo il controllo della qualità come elemento caratterizzante la propria strategia commerciale è risultato diventare d'indubbia necessità.

L'impegno congiunto tra ISO ( Organizzazione Internazionale per la Normazione ), CEN ( Comitato Europeo di Normazione ) e UNI ( Ente di Unificazione Nazionale ) ha portato alla formulazione della norma UNI EN ISO 14713 sancita nel 2010 che tuttora regola il processo di zincatura a caldo. Al suo interno sono racchiusi alcuni elementi fondamentali da rispettare per eseguire una zincatura a caldo di qualità che rispetti l'ambiente:

- qualità dello zinco, 
 

- purezza dello zinco, 
 

- spessori di rivestimento minimi previsti, 
 

- aspetti e caratteristiche finali che la zincatura deve avere.

L'utilizzo del sistema di zincatura a caldo sull'acciaio è adottato anche in ottica di rispetto per l'ambiente, infatti allungando e preservando la vita utile del manufatto, vengono ridotti al minimo gli impatti ambientali connessi alle azioni di ripristino e rifacimento delle opere compromesse. Inoltre, aspetto rilevante è la caratteristica dello zinco, che essendo un metallo essenziale, indispensabile per la vita di piante ed animali lo è anche per la vita dell'uomo. Esso essendo presente in maniera naturale sia in aria che in acqua che nel suolo dà beneficio a tutti gli ecosistemi che ne entrano in contatto.