Nuovi standard migliorano la protezione dalla corrosione per i condotti in acciaio

Nell'ingegneria elettrica, la scelta del metodo di cablaggio appropriato è cruciale, con la durata che è spesso la considerazione principale. La resistenza alla corrosione dei materiali influisce direttamente sull'affidabilità e sulla durata dell'intero sistema in vari ambienti di installazione. Sebbene nessun materiale sia completamente immune alla corrosione, il processo è controllabile. I sistemi di condotti in acciaio sono molto favoriti per la loro eccezionale resistenza meccanica e la protezione a lungo termine di fili e cavi. Tuttavia, a causa della diversità degli ambienti di installazione, prevedere con precisione la durata dei sistemi di condotti in acciaio è quasi impossibile. Pertanto, una profonda comprensione dei requisiti di protezione dalla corrosione negli standard dei prodotti per condotti in acciaio, l'adesione al National Electrical Code® (NEC®) , e l'applicazione giudiziosa di misure supplementari di protezione dalla corrosione sono fondamentali per la selezione del sistema ottimale per ambienti specifici.

I produttori statunitensi di condotti in acciaio, inclusi i membri della National Electrical Manufacturers Association (NEMA) 5RN Section e dell'American Conduit Committee del Steel Tube Institute of North America (STINA), producono prodotti per condotti in acciaio che soddisfano i più alti standard. Questi prodotti includono condotti in acciaio rigido (RSC), condotti metallici intermedi (IMC), tubi metallici elettrici (EMT) e relativi gomiti, connettori e giunti. Per garantire la conformità ai requisiti NEC, tutti i canali devono essere certificati. I prodotti dei membri NEMA/STI sono certificati secondo gli standard Underwriters Laboratories (UL): UL 6 per RSC e componenti associati, UL 1242 per IMC e UL 797 per EMT.

Sebbene gli standard UL non includano test espliciti sulla durata, stabiliscono rigorosi requisiti di test e prestazioni per i rivestimenti protettivi sui condotti in acciaio, EMT e componenti correlati. Tipicamente, il rivestimento esterno (OD) è in zinco, mentre la superficie interna (ID) può presentare rivestimenti in zinco o organici. UL utilizza il test al solfato di rame (comunemente noto come test di Preece) per valutare la qualità del rivestimento in zinco, garantendo un'adeguata protezione dalla corrosione. Un campione supera il test se non compaiono depositi di rame brillanti e aderenti dopo quattro immersioni di 60 secondi in una soluzione di solfato di rame.

Il processo di applicazione dello zinco alle superfici in acciaio, noto come galvanizzazione, ha protetto l'acciaio dalla ruggine per oltre 200 anni. Le proprietà uniche dello zinco lo rendono ideale per la protezione dalla corrosione dell'acciaio. Innanzitutto, crea una barriera fisica tra l'acciaio e l'ambiente. In secondo luogo, fornisce una protezione sacrificale (galvanica). Poiché l'acciaio ha un potenziale più positivo dello zinco (attirando elettroni dallo zinco), il flusso di corrente dallo zinco all'acciaio riduce il tasso di corrosione dell'acciaio. Pertanto, il rivestimento di zinco si "sacrifica" per proteggere l'acciaio. Anche in caso di danni localizzati, la galvanizzazione continua a proteggere l'acciaio. La polvere bianca sulle superfici dei condotti o EMT indica una protezione attiva allo zinco (ossido di zinco), mentre il rosso indica la ruggine dell'acciaio (ossido di ferro). UL consente rivestimenti supplementari sulla protezione primaria dalla corrosione (ad esempio, zinco), che la maggior parte dei produttori statunitensi applica per una protezione aggiuntiva.

Per RSC e IMC, UL richiede rivestimenti protettivi sui filetti dei condotti fino all'installazione. Questi prodotti vengono spediti con un connettore su un'estremità e un proteggi filetti sull'altra, spesso codificati a colori per dimensione: blu per dimensioni pari, nero per 1/2 e rosso per 1/4 in RSC; arancione per dimensioni pari, giallo per 1/2 e verde per 1/4 in IMC.

Nel 1965, il NEC aggiunse un requisito secondo cui "i canali devono essere adatti all'ambiente corrosivo a cui sono esposti". Non essendoci un metodo chiaro per dimostrare l'idoneità, UL condusse indagini, test sul campo e test di laboratorio, con conseguenti linee guida sulla protezione supplementare dalla corrosione pubblicate in General Information for Electrical Equipment (White Book) e Electrical Construction Equipment Directory (Green Book).

Ambienti in calcestruzzo: Sia il calcestruzzo che il terreno presentano elevati rischi di corrosione. Le linee guida UL affermano che i condotti in acciaio rigido zincato (GRC) o IMC nel calcestruzzo in genere non richiedono protezione aggiuntiva. Per EMT in lastre di calcestruzzo fuori terra, di solito non è necessaria una protezione aggiuntiva, ma le installazioni di lastre sotto terra potrebbero richiederla.

Ambienti del suolo: UL osserva che GRC a contatto con il suolo generalmente non necessita di protezione extra a meno che la resistività del suolo non scenda al di sotto di 2.000 ohm-cm (misurata dalle aziende di servizi locali). L'autorità competente (AHJ) determina se è necessaria una protezione aggiuntiva. EMT a contatto con il suolo richiede in genere una protezione supplementare.

Transizioni calcestruzzo-suolo: Una corrosione grave può verificarsi dove i condotti in acciaio o EMT passano dal calcestruzzo al suolo. I produttori NEMA/STI raccomandano almeno 4 pollici di protezione aggiuntiva su entrambi i lati del punto di transizione. Nelle zone costiere, lo stesso approccio protegge l'EMT che passa dal calcestruzzo all'aria salmastra.

Comprendere le regole NEC è essenziale per determinare i requisiti di protezione dalla corrosione aggiuntivi. L'articolo 344 del NEC copre i condotti metallici rigidi (inclusi acciaio, alluminio, ottone rosso e acciaio inossidabile), l'articolo 342 tratta l'IMC (solo acciaio) e l'articolo 358 copre l'EMT. L'articolo 300.6 (Protezione contro la corrosione e il deterioramento) contiene anche informazioni critiche.

I condotti rigidi in acciaio e acciaio inossidabile sono consentiti in "tutte le condizioni atmosferiche e occupazioni", inclusi calcestruzzo, interramento diretto e aree altamente corrosive se "forniti di protezione dalla corrosione e approvati per la condizione". I condotti in acciaio elencati da UL soddisfano questo requisito attraverso il loro rivestimento in zinco (tipico), con l'AHJ che approva l'installazione. I condotti rigidi in alluminio richiedono una protezione aggiuntiva approvata dall'AHJ in calcestruzzo o interramento diretto.

I requisiti IMC rispecchiano quelli dei condotti rigidi in acciaio. L'EMT è consentito in calcestruzzo, terreno o aree altamente corrosive se adeguatamente protetto e approvato. L'azione galvanica tra alluminio e acciaio è trascurabile, consentendo il loro uso combinato se non esposti a corrosione severa.

L'articolo 300.6 del NEC include i requisiti per i filetti tagliati sul campo: dove è necessaria la protezione dalla corrosione, i filetti devono essere rivestiti con un composto conduttivo e resistente alla corrosione approvato (tipicamente vernice ricca di zinco o alternative elencate da UL).

Sebbene i rivestimenti dei condotti in acciaio e EMT forniscano un'eccellente protezione, gli ambienti altamente corrosivi possono richiedere misure supplementari come vernice, nastri avvolgenti, guaine termoretraibili (tutti richiedono l'approvazione dell'AHJ) o rivestimenti in PVC applicati in fabbrica sul rivestimento primario.

Vernice: Le opzioni accettabili includono rivestimenti asfaltici, vernici ricche di zinco o vernici epossidiche acriliche, poliuretaniche o resistenti agli agenti atmosferici (evitare vernici a base di olio o alchidiche). La preparazione della superficie è fondamentale: pulire, risciacquare e asciugare senza abrasioni che potrebbero danneggiare lo strato di zinco. Primer compatibili o sistemi a due mani migliorano la protezione.

Nastri avvolgenti e guaine termoretraibili: I nastri speciali ad alta adesione devono sovrapporsi per coprire completamente condotti e raccordi. Le guaine termoretraibili non richiedono una fonte di calore. I produttori forniscono indicazioni per l'installazione.

Condotti rivestiti in PVC: Gli standard UL (UL 6, UL 1242, UL 797) riguardano i rivestimenti supplementari, che non devono soddisfare i requisiti di protezione primaria dalla corrosione. I rivestimenti non metallici vengono valutati per la propagazione della fiamma, l'impatto sulla protezione primaria, l'adattamento dell'accoppiamento e la continuità elettrica. Se il PVC è elencato come metodo primario insieme alla galvanizzazione, deve anche superare i test di nebbia salina, CO umido ₂ -SO ₂ -aria e UV/acqua. NEMA RN-1 fornisce specifiche per il rivestimento in PVC per facilitare la selezione.

I filetti tagliati sul campo sui condotti rivestiti in PVC richiedono lo stesso rivestimento conduttivo e resistente alla corrosione prescritto dal NEC, disponibile dai produttori o come prodotti elencati da UL.

La corrosione è complessa, influenzata da fattori come il potenziale/resistenza galvanica (tra aree anodiche/catodiche), polvere, sostanze chimiche, pH, temperatura e umidità. La corretta selezione dei prodotti, la manutenzione e il controllo ambientale possono rallentare la corrosione.

Oltre al calcestruzzo e al terreno, la polvere può essere altamente corrosiva (ad esempio, i condotti rivestiti in PVC non sono adatti per le posizioni di Classe II a causa delle cariche statiche). Le sostanze chimiche influiscono sia sui condotti metallici che non metallici: i produttori possono fornire dati sulla resistenza chimica, ma l'esperienza locale rimane il miglior indicatore di applicabilità.

In ambienti chimici liquidi, il pH influisce sulla corrosione. Secondo l'American Galvanizers Association, la galvanizzazione funziona bene in soluzioni con pH superiore a 4,0 e inferiore a 12,5, mentre l'alluminio è adatto per pH 4–9.

I condotti e gli EMT in acciaio zincato presentano eccellenti rivestimenti di protezione dalla corrosione che garantiscono una lunga durata. In ambienti altamente corrosivi, la protezione supplementare può prolungare ulteriormente la longevità del sistema.