Corrosion des métaux

La corrosion est le résultat de l'action d'un réactif (liquide ou gazeux) sur un métal ou un alliage.

Types de corrosions

Corrosion uniforme

C'est la manifestation typique de l'action des acides minéraux sur le fer. Le métal est dissous de manière uniforme sur toute la surface exposées.
La vitesse de corrosion s'exprime en micron ou mm / an de perte d'épaisseur.

Corrosion galvanique

Se produit lorsque deux métaux de nature différente sont reliés entre eux électriquement et plongés dans le même milieux. Il se forme une pile, et seul le métal le moins noble dit << actif >> est dissous.

Corrosion par piqûre

Manifestation classique de l'attaque des chlorures sur les aciers inoxydables. Seule une faible surface externe est affectée, mais l'attaque se prolongeant en profondeur, la résistance mécanique de l'équipement est rapidement affectée.

Corrosion sous dépôt

Elle résulte d'une différence locale de concentration en oxygène associée à un dépôt, un joint, une tête de rivet ou de boulon sous lesquels du liquide est emprisonné et stagnant. Une fois la corrosion démarrée elle progresse rapidement formant une crevace sous cette couverture.
Le matériaux responsables de ce phénomène ne sont pas nécessairement métalliques et peuvent être organiques, minéraux ou des matières biologiques.

Corrosion intergranulaire

La corrosion se développe aux points de jonction des grains du métal, détruisant progressivement la cohésion du matériau. Cette manifestation est quasiment invisible à l'oeil nu mais affecte considérablement la résistance mécanique du métal.
Elle se rencontre dans les aciers inoxydables et est due généralement à la précipitation de carbures de chrome aux joints de grains qui appauvrissent en chrome les zones adjacentes et les rendent plus sensibles à la corrosion.
La précipitation du carbure de chrome est favorisée par un refroidissement lent entre 500 et 900°C au cours de la fabrication de la pièce. Ce phénomène se rencontre particulièrement dans les zones proches des soudures.
Si le risque de corrosion existe, il est recommandé de:
- employer des aciers inoxydables à faible teneur en carbone (304L, 316L, ...)
- employer un métal d'apport très pauvre en carbone (< 0,03%) pour les soudures
- procédér à un traitement thermique des zones affectées par les soudures pour redissoudre les carbures de chrome

Corrosion érosion

La vitesse de corrosion du métal peut être localement accélérée par le mouvement du liquide corrosif, si par exemple un liquide à grande vitesse détruit en permanence la couche de passivation qui peut se former à la surface du métal. Elle est favorisée dans les zones:
- de forte turbulence
- d' impacts
- ou une cavitation
Cette manifestation se rencontre fréquement dans les pompes ou les tuyauteries.

Corrosion sous tension

Ce type de corrosion est causé par l'action conjuguée d'une contrainte mécanique et d'un milieu corrosif.
On connait ainsi la corrosion de:
- du laiton dans l'ammoniac
- l'acier carbone dans les solutions de nitrates
- le titane dans le méthanol
- l'aluminium dans l'eau de mer
- l'or dans l'acide acétique
La corrosion est seulement localisée et apparait sous l'aspect de piqûres.
La contrainte peut être due aux conditions d'utilisation ou être résiduelle après mise en forme.

Corrosion électrochimique

Elle se manifeste lorsqu'il existe une hétérogènéïté dans le liquide ou le métal permettant la formation de piles (zones de cathode et zones d'anodes) avec circulation d'un courant électrique entre les deux. Les zones constituant les anodes sont attaquées.
Les hétérogènéïtés dans le métal peuvent être des inclusions d'impuretés précipitées.
Les hétérogènéïtés dans le liquide peuvent être des gradients de concentrations d'ions ou de gaz dissous.

Corrosion biologique

Des bactéries peuvent produire des composés corrosifs tels que le dioxyde de carbone, de l'anhydride sulfureux, de l'hydrogène sulfuré ou des acides organiques qui attaquent les métaux.

Passivation

La corrosion de certains métaux peut produire un film continu et adhérant de produit de corrosion qui protège le métal contre une poursuite de l'attaque. C'est le phénomène de passivation. On l'observe dans le cas de l'aluminium exposé à l'atmosphère, le fer dans l'acide sulfurique concentré, les aciers inoxydables en atmosphère oxydante.
Cette couche protectrice peut être facilement détruite par errosion due à des particules en suspension ou une vitesse excessive du liquide. On dit qu'il y a corrosion - érosion.

Influence du milieux

Outre la nature des métaux, la corrosion est influencée par:
- le pH
- le potentiel du métal pour la corrosion galvanique
- la concentration en certaines espèces chimiques (oxygène, dioxyde de carbone...)
- la conductibilité électrique du milieux
- la turbulence du milieu
Les diagrammes de Pourbaix donnent pour divers métaux, les zones de corrosion, de passivité et d'immunité en fonction du pH et du potentiel électrique.

Corrosion par les eaux

- L'eau de mer est très corrosive
- l'eau douce, peu minéralisée, est moyennement corrosive
- l'eau dure est entartrante. Le dépôt de calcaire qu'elle forme protège généralement les conduites de la corrosion.

Corrosion par les atmosphères

- Les atmosphères RURALES sont les moins corrosives. L'acier galvanisé y résiste très bien.
- les atmosphères URBAINES et INDUSTRIELLES sont chargées en dioxyde de souffre, dégagé par les combustions de charbon et de produits pétroliers, qui abaisse le pH de l'eau de pluie.
L'acier galvanisé y résiste mal, mais le cuivre se couvre de vert de gris (carbonates et sulfates cuivriques), qui le protège.
- les atmosphères marines sont corrosives par les chlorures contenus dans l'eau des embruns.

Corrosion par les sols

Ils sont rarement homogènes et différents éléments d'une même canalisation enfouie dans des sols de natures différentes, peuvent prendre des potentiels différents entrainant des zones anodiques et cathodiques.
Une corrosion galvanique peut se développer.