MOLINOX: come evitare la corrosione delle molle

MOLINOX Srl è specializzata nella produzione di molle in INOX 316 Ti lucido indispensabili per ovviare a possibili problemi legati alle temperature di utilizzo e alla corrosione

Fattori da tener conto in fase di progettazione di una molla

In fase di progettazione di una molla bisogna considerare vari fattori che ne possono influenzare le performance in fase di utilizzo una volta inserite nelle applicazioni. Dimensioni, carichi, cedimenti, frequenza di lavoro, temperatura dell’ambiente in cui verranno utilizzate sono alcune delle caratteristiche significative da valutare per eseguire un ottimo dimensionamento/studio della molla che ci servirà per far funzionare la nostra macchina. Un fattore di rischio che deve essere valutato in fase di ideazione, molto importante per evitare l’aumento di probabilità di rotture e malfunzionamento è sicuramente la resistenza alla corrosione.

La resistenza alla corrosione è definita come la capacità di resistere al deterioramento e alla rottura chimica che si verificherebbero quando un materiale o una parte di esso è esposto al suo ambiente circostante. La corrosione è un consumo lento e continuo di un materiale, un fenomeno elettrochimico, che porta ad un progressivo peggioramento delle caratteristiche e proprietà fisiche dell’elemento. Tale processo ha come risultato finale quella che comunemente viene chiamata ruggine. Generalmente è possibile riscontrare due tipologie di ruggine:

• Ruggine bianca, quando l’ossidazione colpisce lo strato protettivo del materiale;
• Ruggine rossa, quando la corrosione intacca il metallo.

Si tratta di una vera e propria regressione dei metalli al loro stato iniziale, di un processo naturale ed inarrestabile che ha ripercussioni sul particolare prodotto e sulla struttura di cui fa parte. In generale, l’umidità e l’acqua sono componenti che velocizzano il processo e, quindi ad esempio, la prossimità al mare o condizioni atmosferiche avverse, peggiorano la situazione.

Quali sono i tipi di corrosione?

I due tipi principali di corrosione a cui le molle vanno incontro sono:

• Corrosione a secco, causata principalmente dall’aria e dalle sostanze da essa trasportata. Riguarda strutture e prodotti situati in ambienti esterni;
• Corrosione umida, derivante dalla presenza di un elettrolita, ad esempio l’acqua. Può interessare sia molle in ambiente esterno (per esempio in zone marittime) che strutture interne (ad esempio nei serbatoi e condutture)

La corrosione sulle molle può manifestarsi in due modi principali:

• Corrosione generalizzata, avviene in assenza di trattamenti superficiali protettivi;
• Corrosione localizzata, si innesca in punti specifici della struttura e si manifesta con delle perforazioni sulla superficie.

Come si combatte la corrosione?

Per combattere la l’insorgere di fenomeni di corrosione sulle molle possono essere introdotti opportuni trattamenti o scegliere materiali con alta resistenza all’ossidazione.

L’ evoluzione tecnologica e gli studi sulla materia, hanno apportato interessanti sviluppi relativi a diversi meccanismi volti a combattere la corrosione. Si tratta di rivestimenti e lavorazioni che proteggono i materiali dall’ossidazione, e quindi ne rallentano la distruzione. Ad oggi, le soluzioni più diffuse sono tre.

1. Rivestimenti non metallici quali oliatura, brunitura e fosfatazione;
2. Rivestimenti metallici galvanici (UNI EN ISO 4042) come, ad esempio, la zincatura elettrolitica, zinco-nichel, ramatura, nichelatura, stagnatura e argentatura;
3. Applicazioni non galvaniche in cui ritroviamo la zincatura per sherardizzazione, lamelle di zinco UNI EN ISO 10683 e rivestimenti organici.

Oltre ai rivestimenti precedentemente indicati, la soluzione migliore per combattere l’insorgere della corrosione sulle molle è scegliere il metallo più resistente alla corrosione per effettuare la produzione. I metalli sono classificati secondo una scala di nobiltà che rappresenta la loro resistenza all’ossidazione, alla corrosione dettata dall’umidità e dagli acidi. Per tale ragione si parla di metalli nobili, utilizzati in metallurgi, tecnologia e produzione ma tendenzialmente costosi per la loro rarità. Tra questi si trovano il rutenio, rodio, palladio, argento, osmio, iridio, platino e oro. È importante sottolineare che alcuni metalli, sebbene non considerati nobili, sono molto resistenti alla corrosione. Tra questi, ad esempio, il titanio. MOLINOX Srl, negli anni, si è specializzata nella produzione di molle in INOX 316 Ti lucido (inox stabilizzato al titanio) per ovviare a possibili problemi legati alle temperature di utilizzo e alla corrosione. Inoltre, quando si parla di metalli resistenti alla corrosione non bisogna dimenticare la famiglia degli acciai inossidabili. La sua denominazione induce a credere che possano resistere a tutti i tipi di corrosione. In realtà, anche questo materiale può deteriorarsi se a contatto con altri o con l’ambiente esterno, sebbene con tempistiche più lunghe. La corrosione dell’acciaio può essere prevenuta o rallentata mediante alcuni trattamenti come la passivazione.

L’utilizzo di materiali Inox, come il 316 Ti, presenti nell’elenco degli acciai inossidabili che possono essere impiegati in contatto con gli alimenti rendono le molle prodotte idonee ai requisiti MOCA (Regolamento CE n.1935/2004) per tutte quelle macchine/applicazioni usate in campo alimentare

Il tema corrosione, legato alla progettazione di molle per applicazioni in campo alimentare, ha suscitato grande interesse e richieste, conducendo MOLINOX Srl a dedicargli parte del suo sito www.molinox.it e un indirizzo e-mail info@molinox.it per informazioni e quesiti.

MOLINOX: How to avoid spring corrosion

MOLINOX Srl has specialized in producing springs in INOX 316 Ti, crucial to address potential issues related to operating temperatures and corrosion

Factors to consider when designing a spring

During the design phase of a spring, various factors must be considered that can influence its performance during use once it is incorporated into applications. Dimensions, loads, deflections, operating frequency, and the ambient temperature in which they will be used are some of the significant characteristics to evaluate in order to perform an excellent sizing/study of the spring that will be needed to make our machine work. One risk factor that must be assessed during the design phase, which is very important to avoid increasing the likelihood of breakage and malfunction, is certainly corrosion resistance.

Corrosion resistance is defined as the ability to resist deterioration and chemical breakdown that would occur when a material or part of it is exposed to its surrounding environment. Corrosion is a slow and continuous consumption of a material, an electrochemical phenomenon, that leads to a gradual deterioration of the element’s physical characteristics and properties. This process results in what is commonly known as rust. In general, two types of rust can be found:

• White rust, when oxidation affects the material’s protective layer;
• Red rust, when corrosion affects the metal;

It is a true regression of metals to their initial state, a natural and unstoppable process that has repercussions on the product in question and the structure it is part of. In general, humidity and water are components that accelerate the process, and thus, for example, proximity to the sea or adverse weather conditions worsen the situation.

What are the types of corrosion?

The two main types of corrosion that springs face are:

• Dry corrosion, mainly caused by air and the substances it carries. It affects structures and products located in external environments;
• Wet corrosion, caused by the presence of an electrolyte, such as water. It can affect both springs in external environments (e.g., in maritime areas) and internal structures (e.g., in tanks and pipelines).

Corrosion in springs can manifest in two main ways:

• Generalized corrosion, which occurs in the absence of protective surface treatments;
• Localized corrosion, which occurs in specific points of the structure and manifests as perforations on the surface.

How to fight corrosion?

To prevent the onset of corrosion on springs, appropriate treatments can be applied, or materials with high resistance to oxidation can be chosen.

Technological developments and studies on the subject have led to interesting advancements in various mechanisms aimed at combating corrosion. These include coatings and processes that protect materials from oxidation, thus slowing down their destruction. Currently, the most common solutions are three:

1. Non-metallic coatings such as oiling, bluing, phosphating;
2. Galvanic metallic coatings (UNI EN ISO 4042), such as electrogalvanization, zinc-nickel, copper plating, nickel plating, tinning, silver plating;
3. Non-galvanic applications, including sherardizing, zinc lamellae UNI EN ISO 10683, organic coatings.

In addition to the coatings mentioned above, the best solution to fight the onset of corrosion in springs is to choose the most corrosion-resistant metal for production. Metals are classified according to a nobility scale, representing their resistance to oxidation, corrosion caused by moisture, and acids. For this reason, we talk about noble metals, which are used in metallurgy, technology, and production but are generally expensive due to their rarity. Among these are ruthenium, rhodium, palladium, silver, osmium, iridium, platinum, and gold. It is important to note that some metals, although not considered noble, are very resistant to corrosion. Among these is titanium, for example. MOLINOX Srl has specialized over the years in producing springs in INOX 316 Ti bright (titanium-stabilized stainless steel) to address potential issues related to operating temperatures and corrosion.

Furthermore, when discussing corrosion-resistant metals, we must not forget the family of stainless steels. Its name may lead one to believe that it can resist all types of corrosion. In reality, this material can deteriorate when in contact with other materials or the external environment, although over a longer period. Steel corrosion can be prevented or slowed down through certain treatments, such as passivation.

The use of Inox materials, such as 316 Ti, listed among the stainless steels that can be used in contact with food, makes the springs produced suitable for the MOCA requirements (CE Regulation No. 1935/2004) for machines/applications used in the food industry.

The issue of corrosion, related to the design of springs for food industry applications, has generated great interest and requests, leading MOLINOX Srl to dedicate part of its website www.molinox.it and an e-mail address info@molinox.it for information and inquiries.