Corrosione per vaiolatura nei tubi in acciaio inossidabile: cause, rilevamento e prevenzione

Jun 16, 2026

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La corrosione per vaiolatura è una forma di attacco altamente localizzata che può penetrare nei tubi di acciaio inossidabile mentre gran parte della superficie circostante rimane visivamente intatta. Una fossa può iniziare in corrispondenza di un punto debole microscopico della pellicola passiva e svilupparsi in una cavità profonda in grado di causare una perdita stenopeica o un cedimento locale della parete.

I cloruri sono un fattore scatenante comune, ma la concentrazione di cloruri da sola non determina il risultato. La temperatura, i depositi, il fluido stagnante, la rugosità superficiale, la tinta dovuta al calore di saldatura, la contaminazione da ferro, la disponibilità di ossigeno, la qualità del materiale e la pratica di pulizia influenzano il punto in cui inizia la vaiolatura e la velocità con cui progredisce.

Risposta diretta

La corrosione per vaiolatura si verifica quando la pellicola passiva sull'acciaio inossidabile si rompe in un punto locale e non può ripassivarsi. L'ambiente del pozzo diventa quindi sempre più acido e ricco di cloruro-, consentendo alla dissoluzione del metallo di accelerare sotto una piccola apertura superficiale.

Perché la corrosione per vaiolatura è pericolosa

La corrosione uniforme rimuove il materiale attraverso un'area relativamente ampia e spesso può essere stimata da una velocità di corrosione media. La vaiolatura concentra il danno in un'area molto più piccola.

CaratteristicaCorrosione uniformeCorrosione per vaiolatura
Distribuzione dei danniDistribuito su un'ampia superficieConcentrato in luoghi isolati
Aspetto visivoDiluizione generale o attacco superficialePiccole aperture, macchie di ruggine o cavità nascoste
Valutazione della perdita del muro-La perdita media può essere misurabileRischio massimo dei controlli di profondità locali
Modalità di fallimentoDiradamento generale progressivoPerdita stenopeica o penetrazione locale
PrevedibilitàSpesso più regolareLa posizione e la crescita possono essere irregolari

Conseguenza dell'ispezione:Un tubo in acciaio inossidabile può mantenere un aspetto pulito su gran parte della sua superficie mentre un foro si avvicina all'intero spessore della parete. Le condizioni medie della parete potrebbero quindi sottostimare il rischio immediato di perdite.

Come si sviluppa una fossa

La vaiolatura è un processo elettrochimico. Una volta iniziata la crescita stabile della fossa, la chimica all'interno della fossa diventa diversa dal fluido circostante.

01. Si sviluppa la debolezza del film-passivo.
Un deposito, un graffio, un'inclusione, un ossido di saldatura, una contaminazione o una condizione chimica aggressiva creano un punto vulnerabile localmente.

02. Si verifica la rottura locale della pellicola.
Il metallo esposto inizia a dissolversi in una piccola area anodica.

03. La superficie circostante diventa il catodo.
Una piccola fossa attiva è accoppiata elettrochimicamente ad una superficie passiva molto più grande.

04. Gli ioni metallici si accumulano all'interno della fossa.
Le reazioni di idrolisi abbassano il pH locale.

05. Gli ioni cloruro migrano nella fossa.
L'ambiente del pozzo diventa più acido e ricco di cloruro-rispetto al fluido sfuso.

06. La ripassivazione diventa difficile.
La chimica locale aggressiva favorisce la continua dissoluzione del metallo.

07. La fossa si approfondisce o si estende sotto la superficie.
Può verificarsi una penetrazione locale nel muro anche quando l'apertura visibile rimane piccola.

Una fossa stabile può diventare autosufficiente-. Il miglioramento della chimica del fluido sfuso dopo l'inizio della fossa potrebbe non neutralizzare immediatamente l'ambiente concentrato in profondità all'interno della cavità.

Perché l'apertura visibile può essere fuorviante

Le fosse non sempre si sviluppano come cavità emisferiche semplici e aperte. Alcuni crescono sotto un'apertura stretta, si ramificano lateralmente o vengono parzialmente ricoperti da prodotti e depositi di corrosione.

Caratteristica osservataPossibile condizione nascostaImplicazioni sull'ispezione
Piccola macchia color ruggine-Cavità profonda sotto il prodotto della corrosionePulisci e misura piuttosto che giudicare visivamente
Piccola apertura superficialeFossa sottosquadro o allargata lateralmenteIl diametro della superficie non è uguale alla profondità della fossa
Segni superficiali sparsiPotrebbe essere presente una fossa isolata più profondaLa profondità massima conta più della profondità media
Deposito-superficie copertaCorrosione attiva nascosta sotto il depositoPotrebbe essere necessario rimuovere i depositi prima dell'ispezione

Per le decisioni sulla vita rimanente-, le misurazioni rilevanti includono la profondità massima delle fosse, il legamento rimanente, la distribuzione delle fosse, le condizioni della parete circostante e se permangono le condizioni del processo attivo.

Cause comuni di vaiolatura nei tubi in acciaio inossidabile

CausaCome aumenta il rischioPosizione tipica
CloruriPromuovere la suddivisione locale dei film passivi-Acqua di mare, salamoia, acqua di processo e soluzioni detergenti
Temperatura più altaRiduce la stabilità del comportamento passivo in molti ambienti contenenti cloruroScambiatori di calore, linee di processo a caldo e cicli di pulizia
DepositiCrea zone schermate e chimica locale concentrataTubazioni con punti bassi, tratti morti e sezioni-a flusso basso
Tinta termica per saldaturaLascia materiale impoverito di ossido e-cromo vicino alla saldaturaZone di saldatura interne ed esterne
Contaminazione del ferroIntroduce particelle di ruggine e danneggia la pulizia della superficieAree di fabbricazione, macinazione, trasporto e stoccaggio
Superfici ruvideTrattenere la contaminazione e supportare i depositiRadici di saldatura, tubi mal rifiniti e superfici danneggiate
StagnazioneSupporta sedimenti, crescita biologica e concentrazione localeImpianti di chiusura e filiali sovradimensionate
Residuo chimicoLascia un liquido localmente aggressivo, acido, ossidante o ricco di cloruriSistemi di pulizia risciacquati in modo incompleto

Dove inizia comunemente la vaiolatura

Punti bassi del tubo

Sedimenti, residui chimici e acqua trattenuta si raccolgono dove il drenaggio completo è difficile.

Saldare le zone-colorate di calore

Le superfici di saldatura ossidate e non sufficientemente pulite possono avere una resistenza alla corrosione localizzata-inferiore rispetto al tubo circostante.

Gambe morte e rami usati raramente

Uno scarso rinnovamento dei fluidi favorisce la concentrazione, i depositi e l'attività biologica.

A valle dei punti di iniezione chimica

Una miscelazione incompleta può esporre temporaneamente la parete del tubo a una concentrazione chimica locale molto più forte.

Radici di saldatura interne ruvide

Le irregolarità superficiali raccolgono depositi e creano flussi disturbati localmente.

Aree contaminate durante la fabbricazione

Polvere di acciaio al carbonio-, detriti di molatura, strumenti sporchi e segni di cloruro-possono danneggiare le condizioni della superficie finale.

Corrosione per vaiolatura vs corrosione interstiziale

La vaiolatura e la corrosione interstiziale sono entrambe forme localizzate di corrosione e sono promosse da molte delle stesse condizioni. I loro ambienti di iniziazione differiscono.

ArticoloCorrosione per vaiolaturaCorrosione interstiziale
Luogo di iniziazioneDebolezza locale del film passivo-su una superficie espostaSpazio stretto schermato o area coperta da deposito-
Geometria tipicaCavità isolataGuarnizione, fascetta, deposito o interfaccia di giunzione
Restrizione dell'ossigenoSi sviluppa all'interno della fossa di crescitaCreato dalla geometria della fessura prima dell'attacco
Enfasi sulla prevenzioneMateriale, condizioni superficiali e controllo dei fluidiEliminazione, sigillatura e pulizia delle fessure

Una pipa può sperimentare entrambi i meccanismi contemporaneamente. Un deposito può dapprima creare un ambiente simile a una fessura-, seguito da una penetrazione localizzata e profonda al di sotto di esso.

Come interagiscono cloruro, temperatura e depositi

Il rischio di vaiolatura è creato da combinazioni di condizioni piuttosto che da un limite universale di cloruro.

Combinazione di condizioniRischio risultanteRevisione richiesta
Cloruro moderato + bassa temperatura + flusso pulitoForza motrice della corrosione-localizzata inferioreQualità del materiale e consistenza operativa
Cloruro moderato + temperatura più elevataMargine ridotto contro l'inizio del pitTemperature massime e di pulizia
Cloruro + depositi moderatiConcentrazione locale sotto i depositiFlusso, filtrazione, lavaggio e pulizia
Elevato cloruro + stagnazioneElevato rischio di vaiolatura e di corrosione interstiziale-Drenaggio, arresto e selezione delle leghe
Cloruro + tinta termica per saldaturaAttacco preferenziale in prossimità della saldaturaPurificazione, rimozione dell'ossido e accettazione della superficie

Un singolo valore di cloruro senza informazioni su temperatura, pH, flusso, depositi e pulizia non è sufficiente per una selezione affidabile del materiale.

Grado del materiale e resistenza alla vaiolatura

Il cromo favorisce la formazione di film passivi-, mentre il molibdeno e l'azoto migliorano la resistenza agli attacchi localizzati in molti ambienti contenenti cloruro. L'aumento del contenuto di lega generalmente aumenta il margine di resistenza alla vaiolatura-, a condizione che la produzione e le condizioni della superficie preservino le proprietà previste.

Famiglia di materialiDirezione generale della resistenza alla vaiolatura-Considerazione sulla selezione
304 / 304LAdatto a molti ambienti mitiMargine limitato in caso di esposizione significativa al cloruro
316 / 316LMigliore resistenza al cloruro di molibdenoLa temperatura e i depositi possono comunque causare vaiolature
Duplex 2205Maggiore resistenza alla corrosione localizzata-rispetto ai comuni gradi della serie 300La saldatura e il bilanciamento di fase richiedono controllo
Super duplex 2507Elevata resistenza per servizi severi con cloruri e acqua di mareCosti più elevati e requisiti di fabbricazione più severi

Per un confronto dettagliato dei gradi duplex-, leggiDuplex 2205 contro Super Duplex 2507.

Per le condizioni marine, cfrAcciaio inossidabile duplex per applicazioni con acqua di mare.

Laddove è necessaria una costruzione senza soluzione di continuità per servizi sensibili alla pressione, alla lavorazione chimica o alla corrosione, consulta STAKENGtubo tondo in acciaio inossidabile senza saldaturaopzioni.

Ciò che PREN può e non può prevedere

Il PREN è comunemente utilizzato per confrontare il potenziale di resistenza alla vaiolatura-associato a cromo, molibdeno e azoto.

Relazione PREN comune

PREN=%Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N

PREN può supportarePREN non può confermare
Confronto della chimica nominale delle legheCondizioni effettive della superficie
Classifica ampia del potenziale di resistenza-alla vaiolaturaCondizione di tinta del calore della saldatura-
Screening iniziale della famiglia-della legaRischio depositi e stagnazione
Confronto tra la chimica 316L, 2205 e 2507Vita utile sul campo
Sviluppo della lista dei materialiIdoneità con ogni combinazione di cloruro e temperatura

Una lega -PREN di livello superiore può ancora bucarsi in corrispondenza di una saldatura ossidata, sotto un deposito, all'interno di una fessura profonda o in condizioni esterne a quelle previste dalla progettazione.

Tinta termica della saldatura e corrosione localizzata

La tinta termica è l'ossido colorato che si forma quando l'acciaio inossidabile viene esposto all'ossigeno alle temperature di saldatura. Il colore dell'ossido può variare dal paglierino chiaro al blu scuro, grigio o nero, a seconda della temperatura e dell'esposizione all'ossigeno.

La preoccupazione principale non è solo l’apparenza. L'ossidazione può essere associata a una regione impoverita di cromo-sotto l'ossido superficiale, riducendo la resistenza alla corrosione locale.

Condizioni di saldaturaRischio di pittingControllare
Radice pulita e ben-eliminataMinore rischio-correlato all'ossidazioneControllare l'ossigeno e il flusso di spurgo
Tinta termica interna visibileInizio preferenziale del solco in prossimità della saldaturaRimuovere l'ossido utilizzando una procedura approvata
Radice ruvida o incompletaRitenzione dei depositi e turbolenza localeDefinire l'accettazione del profilo-root
Solo spazzolato meccanicamenteL'ossido visibile può ridursi mantenendo la superficie interessataAbbinare il trattamento ai requisiti di corrosione del progetto

I requisiti di pulizia post-saldatura devono essere definiti prima della fabbricazione. Le superfici interne potrebbero diventare inaccessibili dopo l'assemblaggio del sistema di tubazioni.

Per progetti che richiedono una qualità di saldatura controllata e condizioni della superficie interna, rivedere STAKENGtubo tondo saldato in acciaio inoxopzioni per applicazioni industriali e sensibili alla corrosione-.

Metodi di ispezione e loro limiti

MetodoCosa può rilevareLimitazione importante
Ispezione visivaMacchie di ruggine, depositi e aperture visibiliImpossibile stabilire in modo affidabile la profondità della fossa nascosta
Ispezione del periscopioStato della superficie interna in linee accessibiliL'angolo dell'immagine, i depositi e l'illuminazione influenzano l'interpretazione
Test di spessore ad ultrasuoniMuro rimanente nelle posizioni misuratePiccoli buchi isolati possono non essere rilevati da una griglia di misurazione grossolana
Misurazione del profiloProfondità della fossa e forma della superficieRichiede l'accesso e un'adeguata preparazione della superficie
Test con liquidi penetrantiDiscontinuità-che rompono la superficieNon quantifica la parete rimanente o la geometria completa della fossa
Esame metallograficoForma-della fossa in sezione trasversale e condizioni del materialeSolitamente distruttivo e limitato a campioni selezionati
Prova di pressioneIntegrità durante la condizione di testNon dimostra che le fosse attive non continueranno a crescere

Un piano di ispezione affidabile spesso combina esame visivo, pulizia mirata, misurazione dimensionale e revisione della cronologia dei processi. Un metodo di ispezione raramente risponde a ogni domanda.

ASTM G48 Test di vaiolatura e corrosione interstiziale

ASTM G48 fornisce metodi di laboratorio per valutare la resistenza degli acciai inossidabili e delle relative leghe alla vaiolatura e all'inizio della corrosione interstiziale-in ambienti ossidanti contenenti cloruro.

MetodoScopo generaleConsiderazione sull'approvvigionamento
Metodo AProva di vaiolatura del cloruro ferricoSpecificare temperatura, durata e criteri di accettazione
Metodo BTest interstiziale del cloruro ferricoRichiede un assemblaggio e una valutazione definiti della fessura
Metodo CDeterminazione della temperatura critica di vaiolaturaUtilizzato per confrontare la resistenza all'innesco-del pit nell'ambito del metodo
Metodo DDeterminazione della temperatura critica delle fessureValuta l'innesco di fessure in condizioni controllate
Metodi E e FProcedure aggiuntive per la temperatura-criticaConfermare l'applicabilità alla lega e alle specifiche del progetto

Limite di test:Un risultato ASTM G48 classifica o valuta il materiale nelle condizioni di laboratorio specificate. Non include tutte le variabili del campo come biofilm, contaminazione del processo, geometria della saldatura, stagnazione o carico meccanico a lungo-termine.

Un ordine di acquisto che indica solo "test ASTM G48 richiesto" rimane incompleto. Dovrebbero essere definiti anche il metodo, la temperatura della prova, la durata, la posizione del campione, la preparazione della superficie e i criteri di accettazione.

Temperatura critica di vaiolatura

La temperatura critica di vaiolatura, comunemente abbreviata in CPT, descrive una soglia identificata in una procedura di prova definita. Al di sopra di tale soglia di prova, è più probabile che si verifichi una vaiolatura stabile nelle condizioni di laboratorio specificate.

I valori CPT devono essere confrontati attentamente perché i risultati possono essere influenzati da:

  • Metodo di prova
  • Chimica delle soluzioni
  • Preparazione della superficie
  • Posizione del campione
  • Condizioni saldate o non saldate
  • Definizione di accettazione
  • Tempo di esposizione

Una CPT da laboratorio non deve essere interpretata come una temperatura operativa massima universale per ogni sistema di tubazioni.

Quali documenti materiali possono e non possono provare

Documento o provaCosa supportaCiò che non dimostra da solo
Certificato materialeChimica riportata, proprietà meccaniche e dati di produzioneCondizioni finali della superficie installata
PMIVerifica dei principali elementi di legaServizio di qualità passiva-film o-senza pit
Prova idrostaticaIntegrità della pressione durante il testFutura resistenza alla corrosione localizzata
Risultato ASTM G48Prestazioni secondo una procedura definita con cloruro ferricoDurata esatta del campo
Ispezione della superficiePulizia visibile, ossido e difettiTutte le condizioni sotterranee o inaccessibili

Come prevenire la corrosione per vaiolatura

1. Selezionare il materiale utilizzando i dati di processo completi.
Esaminare la concentrazione di cloruri, la temperatura, il pH, gli ossidanti, i solidi, i prodotti chimici per la pulizia e le condizioni di arresto.

2. Controllare i depositi e la stagnazione.
Progettazione del drenaggio, del flusso adeguato, del lavaggio e dell'accesso per la pulizia.

3. Specificare le condizioni della superficie richieste.
Definisci la finitura, la rimozione-dell'ossido di saldatura, il decapaggio, la passivazione e la pulizia, ove applicabile.

4. Prevenire la contaminazione della fabbricazione.
Separa l'acciaio inossidabile dalla polvere di acciaio al carbonio-, dagli utensili, dai rack di stoccaggio e dai detriti di molatura.

5. Controllare la saldatura.
Utilizzare procedure qualificate, riempitivi idonei, spurgo efficace e accettazione della saldatura specifica-per il progetto.

6. Gestire la pulizia chimica.
Controllare concentrazione, temperatura, tempo di contatto e risciacquo finale.

7. Ispeziona i luoghi-ad alto rischio.
Concentrarsi sui punti bassi, sulle zone di iniezione, sulle zone morte, sulle aree-influenzate dal calore e sulle sezioni- soggette a depositi.

Rischio di pitting in base alla posizione del sistema

Posizione del sistemaRischio dominanteAzione preventiva
Punto di iniezione chimicaElevata concentrazione locale temporaneaMigliorare la geometria di miscelazione e iniezione
Punto basso del tuboSedimenti e liquidi trattenutiFornire accesso al drenaggio e alla pulizia
Radice di saldatura internaTinta termica, rugosità e penetrazione incompletaControlla lo spurgo, il profilo e il trattamento post-saldatura
Gamba mortaStagnazione e crescita biologicaRimuovi o minimizza i rami inutilizzati
Uscita-scambiatore di caloreTemperatura e concentrazione più elevateUtilizzare la temperatura locale massima per la selezione
Sezione di spegnimentoSoluzione calda di cloruro stagnanteLavare, scolare, asciugare o conservare

Informazioni sull'approvvigionamento che riducono il rischio di pitting

Materiale:Grado esatto e designazione UNS

Norma del prodotto:ASTM applicabile o specifica di progetto

Dimensioni:OD o NPS, spessore della parete o pianificazione e lunghezza

Chimica di processo:Cloruri, pH, ossidanti, solidi e contaminanti

Temperatura:Valori normali, massimi, di pulizia e di spegnimento

Fluire:Velocità normale, velocità minima e periodi stagnanti

Saldatura:Procedura, riempitivo, spurgo e-accettazione della tinta a caldo

Superficie:Finitura, decapaggio, passivazione e pulizia

Test:Metodo di corrosione, temperatura, durata e criteri di accettazione

Documentazione:Certificato dei materiali, PMI e requisiti di ispezione

Per la preparazione completa dell'ordine fare riferimento alGuida ai preventivi per tubi in acciaio inossidabile.

Dati mancanti e il conseguente rischio di approvvigionamento

Informazioni mancantiPossibile errore
Temperatura massima omessaIl rischio di vaiolatura può essere valutato utilizzando una temperatura irrealisticamente bassa
Prodotti chimici per la pulizia omessiL'esposizione aggressiva temporanea può essere ignorata
Durata dello spegnimento omessaIl rischio di stagnazione e di deposito potrebbe essere sottovalutato
Requisiti di superficie interna omessiLa tinta termica o le radici di saldatura grezze possono rimanere accettabili per impostazione predefinita
Metodo G48 omessoFornitore e acquirente possono applicare procedure di prova diverse
Tendenza al deposito omessaI dati sulla corrosione-a superficie aperta possono essere applicati a un sistema-coperto da depositi

Standard pertinenti per i tubi in acciaio inossidabile

L'ambiente di corrosione determina i requisiti dei materiali, mentre lo standard di prodotto definisce la forma del tubo, il percorso di produzione e il quadro di prova.

StandardProdottoPitting-Considerazione correlata
ASTM A312Tubo in acciaio inossidabile austeniticoSelezionare il grado e le condizioni della superficie per l'effettivo ambiente del cloruro
ASTM A789Tubi duplex in acciaio inossidabileIl trattamento termico e il bilanciamento di fase influenzano le prestazioni di corrosione
ASTM A790Tubo duplex in acciaio inoxGrado, qualità della saldatura e trattamento superficiale richiedono una revisione del progetto
ASTM A928Tubo EFW duplex con metallo d'apportoLa procedura di saldatura, il materiale di riempimento e le condizioni post-saldatura sono importanti

Domande frequenti

Cosa provoca la corrosione per vaiolatura nei tubi in acciaio inossidabile?

La vaiolatura inizia quando il film passivo si rompe localmente. Cloruri, temperature più elevate, depositi, fluidi stagnanti, tinta dovuta al calore di saldatura, contaminazione e scelta inadeguata dei materiali possono aumentare il rischio.

L'acciaio inossidabile può essere scavato senza ruggine visibile?

SÌ. È possibile che si formi una fossa sotto un deposito o una piccola apertura superficiale mentre la maggior parte del tubo rimane visivamente pulita.

Il 316L resiste a tutta la vaiolatura del cloruro?

No. Il molibdeno migliora la resistenza alla vaiolatura del 316L, ma condizioni di cloruro, temperatura, deposito o saldatura sufficientemente aggressivi possono comunque causare attacchi.

Si possono verificare vaiolature in prossimità di una saldatura?

SÌ. La colorazione dovuta al calore, l'impoverimento del cromo, le radici di saldatura ruvide, la contaminazione e i parametri di saldatura inadeguati possono ridurre la resistenza alla corrosione locale.

Il test dello spessore ad ultrasuoni può trovare ogni fossa?

Non necessariamente. Un piccolo foro isolato potrebbe cadere tra i punti di misurazione o produrre una risposta incerta. La densità di ispezione e la selezione della sonda devono corrispondere al danno previsto.

Cosa testa ASTM G48?

ASTM G48 fornisce metodi con cloruro ferrico per valutare la resistenza alla vaiolatura e alla corrosione interstiziale-in condizioni di laboratorio definite.

Il superamento della norma ASTM G48 garantisce le prestazioni sul campo?

No. Dimostra le prestazioni nelle condizioni di test specificate. Le prestazioni sul campo dipendono anche dalla chimica del processo, dalla temperatura, dalla fabbricazione, dai depositi, dalle fessure e dal funzionamento.

Come si può prevenire la corrosione per vaiolatura?

Utilizzare una lega adeguata, controllare il cloruro e la temperatura, eliminare ristagni e depositi, preservare una superficie pulita, rimuovere l'ossido di saldatura e definire procedure di ispezione e spegnimento.

Un approccio basato sul sistema-alla prevenzione della pitting

La resistenza alla vaiolatura è una proprietà del sistema completo e non solo del nome della lega. La chimica dei materiali stabilisce la resistenza disponibile, mentre la fabbricazione, la saldatura, le condizioni della superficie, la chimica del processo e il funzionamento determinano quanta resistenza viene preservata.

La strategia più efficace combina la selezione dei materiali adeguati con una fabbricazione pulita, un'ossidazione controllata delle saldature, un drenaggio completo, una gestione dei depositi, una pulizia chimica sicura e l'ispezione di luoghi ad alto-rischio.

Quando viene trovata una fossa, l'indagine dovrebbe identificare sia il massimo danno locale sia la condizione che lo ha provocato. La sostituzione del tubo interessato senza correggere la causa operativa o di fabbricazione può portare a guasti ripetuti.

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Nota tecnica: la selezione dei materiali, i test di corrosione e la valutazione della-vita residua devono essere confermati rispetto ai dati di processo completi, al codice di progettazione applicabile e ai requisiti di ingegneria della-corrosione specifica-del progetto.

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