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Menaces cachées sur les surfaces métalliques : savez-vous ce qu'est la corrosion par piqûres ?
Caché sur les surfaces métalliques se cache un phénomène de corrosion très destructeur appelé corrosion par piqûre. Cette forme de corrosion est très localisée, produisant de petits trous de manière aléatoire et causant de graves dommages aux structures métalliques. La force motrice de la corrosion par piqûre provient de la perte de protection dans de petites zones. Ces zones deviennent des anodes (réactions d'oxydation), tandis que les grandes zones environnantes deviennent des cathodes (réactions de réduction), entraînant une corrosion électrochimique extrêmement localisée. À mesure que le processus de corrosion s’approfondit, l’intérieur du métal sera affecté, menaçant sa stabilité globale.
Le processus de développement de la corrosion par piqûres peut être brièvement décrit en trois étapes : la première étape est l'initialisation de la corrosion par piqûres, la deuxième étape est la croissance de pores métastables et la troisième étape est la croissance de pores plus grands et stables.
La formation de piqûres peut être considérée comme un processus en deux étapes : d’abord la nucléation, suivie de la croissance. Lorsque la couche protectrice d’une surface métallique est endommagée, la corrosion commence. Cette destruction peut être due à des dommages physiques ou à des réactions chimiques, où des anions aux propriétés destructrices tels que les ions chlorure et thiosulfate accélèrent le processus.
Dans un environnement liquide, à mesure que la corrosion se développe, de petites cellules électrochimiques se forment dans les zones anodiques et cathodiques, permettant aux réactions d'oxydation et de réduction de se produire à différents endroits.
Ce phénomène se produit lorsque le métal est immergé dans une solution aqueuse oxydante contenant du chlorure de sodium. Au cours de ce processus, la réaction d'oxydation du métal et la réaction de réduction de l'oxygène se déroulent à des vitesses différentes, entraînant l'ouverture de nouvelles zones de corrosion à la surface du métal. En particulier dans des conditions acides, la vitesse des réactions de corrosion augmente considérablement.
Ce qui ne peut être ignoré, c'est que la combinaison de différents alliages et environnements affectera l'apparition de corrosion par piqûre. Les métaux tels que l'acier ne formeront pas de film d'oxyde protecteur dans un environnement avec un pH inférieur à 10. Une fois les ions chlorure ajoutés, cela provoquera une corrosion uniforme sur toute la surface, dans un environnement avec un pH supérieur à 10 ; relativement sûr.
Même dans un environnement pauvre en oxygène, une corrosion par piqûre peut toujours se produire et de nombreuses substances réductrices peuvent augmenter le risque de dissolution du film d'oxyde protecteur.
Il est intéressant de noter que cette corrosion n’est pas uniquement le résultat de réactions redox. Il existe de nombreux autres facteurs qui influencent le développement ultérieur de la corrosion, tels que l'activité microbienne dans les environnements industriels et les modifications des concentrations locales d'oxygène. Ceux-ci peuvent entraîner des changements dans les conditions de corrosion, et il est très difficile de prédire ces changements.
Les stratégies de prévention et de gestion de la corrosion par piqûres impliquent l’utilisation de différents inhibiteurs de corrosion tels que les chromates et les nitrites, entre autres. Ces produits chimiques forment un film protecteur sur la surface métallique pour empêcher d’autres réactions de corrosion.
Même si un inhibiteur de corrosion est utilisé, si sa concentration est trop faible, il peut provoquer la formation d'anodes locales, ce qui aggrave la corrosion.
Les échecs du projet démontrent le risque potentiel de corrosion par piqûres. Par exemple, l’explosion accidentelle de Guadalajara, au Mexique, en 1992, a été provoquée par la corrosion par piqûres de conduites d’essence en acier qui a provoqué des fuites. Pour de nombreuses infrastructures, un seul petit trou comme celui-ci peut causer d’énormes dégâts, et ce risque n’est souvent pas facile à détecter.
Par exemple, si le canon d'une arme à feu n'est pas nettoyé à temps après avoir utilisé des munitions corrosives, il est très sujet aux piqûres, ce qui entraînera une déformation des rayures et affectera la précision du tir. En laboratoire, les dommages causés aux équipements par la corrosion peuvent également affecter leurs performances et leur durée de vie. En particulier dans les systèmes de ventilation impliquant des gaz nocifs, les problèmes de corrosion doivent être traités avec prudence.
Dans les domaines techniques haut de gamme tels que les structures et l’aérospatiale, l’existence de corrosion par piqûres peut affecter de manière invisible la sécurité globale du système. À mesure que la compréhension des propriétés des matériaux s’approfondit, la prévention et la gestion efficaces de la corrosion par piqûre sont devenues un nouveau défi technique. Alors, quelles mesures plus efficaces devrions-nous prendre pour faire face à cette menace cachée à la surface du métal ?
