Résistance à la corrosion La résistance à la corrosion est la caractéristique la plus fondamentale de l'acier inoxydable. tuyaux en acier inoxydable et raccords C'est précisément cette propriété qui rend ce matériau indispensable dans d'innombrables applications industrielles et grand public.
L'acier inoxydable rouille-t-il ? L'obtention et le maintien de cette résistance à la corrosion nécessitent une connaissance approfondie de la composition chimique de l'alliage et de l'environnement dans lequel il est utilisé.
Le mécanisme de la résistance à la corrosion
Les propriétés exceptionnelles de l'acier inoxydable proviennent d'un phénomène naturel appelé passivation. Ce mécanisme implique une réaction chimique entre le chrome et l'oxygène.
- Le rôle du chrome :
L'acier inoxydable contient un minimum de 10,5% de chrome. - Formation d'un film passif:
Lorsque le chrome est exposé à l'air ou à l'eau, il forme instantanément une fine couche transparente d'oxyde de chrome (Cr2O3). - Auto-guérison :
Ce film protecteur est non poreux et très stable. Si la surface est rayée, le film se régénère immédiatement, à condition que de l'oxygène soit disponible. Cette capacité d'auto-guérison confère au matériau sa qualité inoxydable.
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Facteurs compromettant la résistance à la corrosion
Bien que l'acier inoxydable soit très résistant, il n'est pas à l'abri de toutes les formes d'attaque.Certaines conditions peuvent rompre la couche passive, entraînant une corrosion localisée.Les ingénieurs doivent reconnaître ces menaces afin d'éviter les défaillances.
Des niveaux élevés d'ions chlorure, courants dans l'eau salée ou l'eau de Javel, sont très destructeurs. Les chlorures décomposent chimiquement le film passif localement, ce qui conduit directement à la corrosion par piqûres et à la corrosion par crevasses.
Les zones stagnantes (telles que les joints ou les assemblages boulonnés) empêchent l'accès de l'oxygène à la surface. Dans des conditions de manque d'oxygène, le film de passivation ne peut pas s'auto-réparer, ce qui accélère la corrosion localisée dans ces zones.
Les températures élevées augmentent la vitesse des réactions chimiques et le dépassement de la température critique de piqûre (CPT) du matériau augmente considérablement la vulnérabilité.
Les particules d'acier au carbone ou de fer incrustées dans les outils de coupe peuvent être transférées sur la surface inoxydable. Ces particules rouillent facilement. Ce processus consomme l'oxygène local, ce qui entraîne la rupture de la couche passive sous-jacente.
Amélioration de la résistance à la corrosion par le choix de la qualité
Le choix du matériau est l'étape la plus cruciale pour garantir des performances à long terme. Des éléments d'alliage spécifiques sont ajoutés pour adapter l'acier à des conditions extrêmes.
- Molybdène (Mo) :
L'ajout de molybdène améliore considérablement la résistance à la corrosion par piqûres et par crevasses, en particulier dans les environnements chlorés. Le grade 316, qui contient du molybdène, est de loin supérieur au grade 304 dans les environnements marins ou chimiques. - Nickel (Ni) :
Le nickel stabilise la structure austénitique, ce qui augmente la ténacité et la résistance globale à la corrosion sous contrainte. - Azote (N) :
L'azote renforce la solidité et améliore encore la résistance aux piqûres. Cet élément est essentiel dans les aciers inoxydables duplex à haute performance.
Le rôle du PREN dans la prédiction des performances
L'indice équivalent de résistance à la piqûre (PREN) est un outil largement accepté qui permet aux ingénieurs de prévoir la résistance relative de différentes nuances d'acier inoxydable à une attaque localisée.
PREN = %Cr + 3,3(%Mo) + 16(%N)
Une valeur PREN plus élevée indique une plus grande résistance à la corrosion. Par exemple, la norme 316L a une valeur PREN d'environ 25. Super Duplex 2507 dépasse souvent 40. Cela signifie que le Super Duplex est nécessaire pour les applications offshore agressives ou les applications de traitement chimique.
Meilleures pratiques en matière de fabrication et d'entretien
La qualité de la fabrication a un impact direct sur la résistance à la corrosion du composant. Notre expérience opérationnelle montre que ces étapes sont cruciales :
- Ségrégation stricte :
Veillez à ranger les outils en acier inoxydable séparément des outils en acier au carbone afin d'éviter toute contamination de la surface. - Décapage et passivation :
Après le soudage, la zone de soudure est souvent endommagée chimiquement. Le traitement chimique (décapage) élimine la couche endommagée. La passivation reconstruit ensuite entièrement la couche passive. - Nettoyage régulier :
Un nettoyage régulier de la surface permet d'éliminer les dépôts corrosifs tels que le sel et la saleté, évitant ainsi une accumulation chimique localisée qui pourrait compromettre la couche de passivation.
Résistance à la corrosion des aciers inoxydables courants
| Grade (ASTM) | Principaux alliages | Valeur PREN (typique) | Application primaire |
|---|---|---|---|
| 304/304L | Cr, Ni | 18 | Industrie générale, Transformation des aliments |
| 316/316L | Cr, Ni, Mo | 25 | Marine douce, Traitement chimique |
| 2205 (Duplex) | Cr, Ni, Mo, N | 35 | Tuyauterie à haute résistance, Résistance à la corrosion sous contrainte |
| 2507 (Super Duplex) | Forte teneur en Cr, Mo, N | 42 | Plates-formes offshore, usines de dessalement |
Méthodes d'essai de la résistance à la corrosion
| Méthode d'essai (ASTM) | Objectif | Indication d'une défaillance matérielle |
|---|---|---|
| G48 | Mesure la résistance à la piqûre et à la crevaison | Perte de poids, densité de la fosse |
| A262 Pratique E | Corrosion intergranulaire (essai de soudure) | Sensibilisation (appauvrissement en chrome) |
| G39 | Fissuration par corrosion sous contrainte (FSC) | Temps de rupture sous tension |
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