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Pourquoi certains alliages se corrodent-ils plus facilement dans les chlorures ? Quelle est la science derrière cela ?
Dans le monde de la corrosion des métaux, la corrosion par piqûres est une forme de corrosion extrêmement localisée qui crée souvent de petits trous aléatoires dans la surface du métal. La force motrice de ce phénomène provient de la destruction du film passif qui protège la surface métallique. Cette petite zone devient l'anode et subit des réactions d'oxydation, tandis que d'autres zones deviennent la cathode et subissent des réactions de réduction, ce qui entraîne une réaction de batterie très localisée. Cela provoque une pénétration profonde de la corrosion dans le métal, tandis que la diffusion des ions est limitée.
Selon Frankel (1998), le développement de la corrosion par piqûres peut être divisé en trois étapes consécutives : d'abord la destruction du film protecteur, suivie de la croissance de points instables, et enfin de la formation de grandes piqûres stables.
Dans l’environnement naturel, le chlorure et d’autres anions réactifs tels que le sulfate ou l’iodure peuvent accélérer ce processus. De nombreux alliages, tels que l'acier inoxydable et les alliages de nickel, bien qu'offrant une bonne résistance à la corrosion dans des conditions normales, peuvent se briser en présence de chlorures, entraînant une corrosion par piqûres précoce.
Mécanismes de piqûres
La formation de piqûres peut être considérée comme un processus en deux étapes : la nucléation et la croissance. La protection entre le substrat métallique et le liquide corrosif est généralement efficace pour prévenir la corrosion en raison de la présence d'une couche d'oxyde. Cependant, lorsque le film protecteur est endommagé localement, cette zone devient une anode et la surface métallique environnante devient une cathode. Le métal dans la zone de l’anode commence à s’oxyder, formant des piqûres.
La croissance de la gravure est considérée comme un processus autocatalytique. La séparation de l'anode et de la cathode crée un gradient de potentiel qui entraîne les anions réactifs (tels que le chlorure) dans les piqûres, ce qui, selon l'American Metals Society, est la cause première du développement des piqûres.
Le chlorure et le rôle des facteurs environnementaux
Les chlorures sont l’un des principaux responsables de la corrosion par piqûres dans divers alliages. Lorsque les métaux (comme l’acier inoxydable) sont exposés à des environnements chlorés, ces anions peuvent pénétrer le film protecteur et affaiblir son effet protecteur. De plus, lorsqu’il y a encore de l’eau à faible teneur en oxygène dissous ou des chlorures actifs en aquaculture dans l’environnement, le risque de corrosion par piqûres est considérablement accru.
Par exemple, l'acier au carbone ne forme pas de film d'oxyde passif dans un environnement avec un pH inférieur à 10, et l'ajout de chlorures provoquera une corrosion uniforme, mais cette situation disparaît à un pH supérieur à 10. .
Comment éviter les piqûres
Les conservateurs industriels couramment utilisés tels que les chromates et les nitrites peuvent restaurer efficacement la passivité des surfaces métalliques et réduire le risque de corrosion par piqûres. En contrôlant le rapport des composants chimiques, la résistance à la corrosion de l'alliage peut également être améliorée. Cependant, en l'absence d'inhibiteurs de corrosion nécessaires, des anodes locales peuvent se former, aggravant les défaillances dues à la corrosion.
Les leçons des projets qui ont échouéDans les projets d’ingénierie, les conséquences de la corrosion par piqûres peuvent être extrêmement graves. En 1992, une fuite d'essence a détruit plusieurs kilomètres de rues à Guadalajara, au Mexique. La cause de cette tragédie était un seul point de corrosion dans le tuyau métallique. On peut dire que comprendre et prévenir la corrosion par piqûres des métaux est la clé pour éviter les catastrophes potentielles.
Dans un environnement industriel de plus en plus complexe, comment pouvons-nous prévenir et contrôler efficacement le problème des alliages facilement corrodables en chlorures ?
