Doc technique Tenue à la corrosion

CONCEPTEUR
CONCEPTEUR DE
DE SOLUTIONS
SOLUTIONS HYDRAULIQUES
HYDRAULIQUES
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LES MATERIAUX
ET REVETEMENTS
AC IM H yd ro - So lu t io n s h yd r au liq u e s - Z AC d e s M u ro n s - Ru e Hen r i G u i ll au m et - B P 3 06 0 5
42 1 66 An d réz i eu x - Bo u t h éo n - T el . 0 4 77 3 6 6 6 88 - F a x . 04 77 3 6 6 7 22
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1- GENERALITES
La norme ISO 8044 définit la corrosion comme suit :
La corrosion est une interaction physico-chimique entre un métal et son environnement entraînant
1 . G E N E R AL I T E S
des modifications dans les propriétés du métal et souvent une dégradation fonctionnelle du métal luimême, de son environnement ou du système technique constitué par les deux facteurs...
Les exemples les plus connus sont les altérations chimiques des métaux dans l'eau (avec ou sans
2 . T E S T AU
oxygène), tels la rouille du fer et de l'acier ou la formation de vert-de-gris sur le cuivre et ses alliages
B R O U I L L AR D S AL I N
(bronze, laiton).
Description du procédé
Cependant, la corrosion est un domaine bien plus vaste qui touche toutes sortes de matériaux
Les différents tests
(métaux, céramiques, polymères) dans des environnements variables (milieu aqueux, atmosphère,
Les différentes normes
hautes températures).
Les principaux paramètres
La corrosion est un problème industriel important car à l'origine d'accidents (rupture de pièces).
La corrosion représente la perte de 100 millions de tonne d’acier par an (5 fois la production totale
française, 15% de la production mondiale !)
3. LES DIFFERENTS
M AT E R I AU X E T
Le phénomène de la corrosion galvanique est à prendre aussi en considération lorsque qu’on
REVETEM ENTS
Tableau différents matériaux et
parle de corrosion. Souvent négligé ou méconnue, c’est un facteur important à connaître. Une partie
revêtements
est consacrée à l’explication de ce phénomène à la fin de ce document.
La résilience
2- TEST AU BROUILLARD SALIN
Description du procédé
4. L A CORROSION
G AL V AN I Q U E
L'essai au brouillard salin, aussi nommé test au brouillard salin, permet d’évaluer la résistance à la
Description générale
Tableau des couples galvaniques
corrosion de matériaux métalliques, que ce soit avec ou sans revêtement, temporaire ou permanent,
de protection contre la corrosion.
La conduite de ces essais est décrite par différentes normes (ASTM B1171, DIN 500212, EN ISO
9227 3. Dans tous les cas, les pièces à évaluer sont disposées dans une chambre d'essais dans
laquelle une solution salée est vaporisée à une certaine température. L'essai peut être réalisé de
façon continue de six à plus de mille heures. Les matériaux les plus résistants à la corrosion peuvent
être soumis à des essais plus longs.
Les essais aux brouillards salins sont particulièrement utiles pour détecter les discontinuités du type
pores ou d’autres défauts de certains revêtements métalliques, anodiques ou de couches de
conversion.
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Les différents tests
NSS : L’essai du brouillard salin neutre s’applique : aux métaux et leurs alliages, à certains
revêtements métalliques (anodiques ou cathodiques), à certaines couches de conversion,
aux revêtements anodiques et aux revêtements organiques sur matériaux métalliques.
1 . G E N E R AL I T E S
Les essais suivants ne sont généralement pas pratiqués pour des alliages d’aluminium traités, mais
non peints, car non pertinents sur ces matériaux.
2 . T E S T AU
B R O U I L L AR D S AL I N
Description du procédé
AASS : L’essai au brouillard salin acétique est particulièrement utile pour les revêtements
décoratifs de cuivre/nickel /chrome ou de nickel/chrome.
Les différents tests
CASS : L’essai au brouillard salin cupro-acétique s’applique particulièrement aux
Les différentes normes
revêtements décoratifs de cuivre/nickel/chrome ou de nickel/chrome.
Les principaux paramètres
Les différentes normes
3. LES DIFFERENTS
M AT E R I AU X E T
ISO 9227 : Probablement la plus complète on y trouve les modes opératoires pour les 3 tests
cités ci-dessus et une méthode pour caractériser l’agressivité de la chambre sur plaque
REVETEM ENTS
Tableau différents matériaux et
revêtements
d’acier. (NSS, AASS, CASS).
DIN 50 021 : On y trouve les modes opératoires pour les 3 tests cités ci-dessus (NSS, AASS,
La résilience
CASS).
NF A 0505-109 : Cette norme s’applique à des dépôts de zinc et zinc allié, déposés sur des
substrats ferreux par voie électrolytique ou non, avec ou sans conversion et/ou finition
4. L A CORROSION
renforcée (NSS). Elle comporte une méthode de mesure de l’agressivité sur plaque revêtue
G AL V AN I Q U E
de zinc.
Description générale
Tableau des couples galvaniques
ASTM B 117117-85 : Traite du test de brouillard salin neutre (NSS).
ASTM B 287287-14 : Traite du test de brouillard salin acétique (AASS)
ASTM B 368368-85 : Traite du test de brouillard salin cupro-acétique (CASS).
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Les principaux
principaux paramètres
NSS
Teneur en NaCl
1 . G E N E R AL I T E S
2 . T E S T AU
AASS
CASS
50 g/l ± 5 g/l
Teneur en AC. Acétique
0
1-3 g/l
1-3 g/l
Teneur en CuCl2
0
0
0,205 g/l
pH
6-7,2
3,1-3,3
3,1-3,3
Température
35°C ± 2°
35°C ± 2°
50°C ± 2°
B R O U I L L AR D S AL I N
Description du procédé
Les différents tests
Dans ce document et dans notre domaine d’activité, seul les tests NSS (Essai au brouillard salin
Les différentes normes
neutre) et AASS (Essai au brouillard salin acétique) nous intéressent.
Les principaux paramètres
Ils suivent la norme ISO 9227 ASTM B117 et ISO 9227 ASTM B287.
3. LES DIFFERENTS
M AT E R I AU X E T
REVETEM ENTS
Tableau différents matériaux et
revêtements
La résilience
4. L A CORROSION
G AL V AN I Q U E
Description générale
Tableau des couples galvaniques
Figure1 – Chambre d’essais au brouillard salin
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Tableau des différents matériaux et revêtements
(utilisés dans la fabrication des tiges de vérins hydrauliques ACIM Hydro)
1 . G E N E R AL I T E S
DESIGNATION
2 . T E S T AU
Matériaux
Tige chromée
C45
(25µ Cr)
N° matière
Rm
(MPa)
Rp 0,2
(MPa)
Europe (EN)
USA (AISI)
1.1191
1045
570-810
≥ 345
Tige nickel-chrome
20MV6
(30µ Ni + 25µ Cr)
/
/
550-700
Tige INOX chromée
(25µ Cr)
1.4057
431
Tige INOX chromée
(25µ Cr)
1.4418
3. LES DIFFERENTS
Tige INOX chromée
(25µ Cr)
M AT E R I AU X E T
B R O U I L L AR D S AL I N
Description du procédé
Les différents tests
Les différentes normes
Les principaux paramètres
REVETEM ENTS
Tableau différents matériaux et
revêtements
Résilience KV
(J)
Tenue Brouillard Salin
(h)
Tenue
Chimie
Applications
ASTM B117
ASTM B287
25 J à 20°C
120 h
40 h
• Applications courantes de base
≥ 440
27 J à -20°C
1500 h
500 h
• Eau douce
• Marine
• Basse Température
• Très bonne soudabilité
800-950
≥ 600
20 J à 20°C
1000 h
350 h
• Eau douce
• Attention basse température
/
990-1050
≥ 800
130 J à 20°C
(120 J à -20°C)
2000 h
650 h
• Eau douce
• Marine
• Pétrole
• Basse température
1.4307
304L
500-680
≥ 200
100 J à 20°C
1200 h
400 h
• Industrie : Pétrochimique, Nucléaire, Alimentaire
• Amagnétique
Tige INOX chromée
(25µ Cr)
1.4404
316L
500-650
≥ 220
100 J à 20°C
1450 h
450 h
• Industrie : Pétrochimique, Nucléaire, Alimentaire
• Marine
• Amagnétique
Tige INOX chromée
(25µ Cr)
1.4539
904L
530-730
230
100 J à 20°C
/
/
Tige INOX chromée
(25µ Cr)
1.4460
329
≥ 620
≥ 460
220 J à 20°C
1450 h
450 h
Tige INOX chromée
(25µ Cr)
1.4462
/
680-860
450
300 J à 20°C
(140 J à -50°C)
3400 h
1100 h
La résilience
• Industrie Chimique
• Haute température
• Marine
• Pétrole
• Basse température
• Marine
• Pétrole
• Basse température
Revêtements
4. L A CORROSION
G AL V AN I Q U E
Description générale
Tableau des couples galvaniques
Oxynitrocarburation
(ARCOR)
+ matériau de base (ex : C45)
Dépend du matériau de base
800 h (C45)
/
Céramique (250µ)
+ matériau de base
Dépend du matériau de base
2000 h
/
• Amélioration de la résistance à l'usure, au grippage,
à la fatigue, contre la corrosion
• Esthétique (couleur noir opaque)
• Amélioration de la résistance à l'usure, de la dureté.
• Résistance aux chocs thermiques.
• Multiples applications suivant matériaux de bases
utilisés
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La résilience
La résilience qui a pour symbole K, est l’aptitude que possède un matériau à résister plus ou moins
bien aux chocs. La résistance aux chocs est une des caractéristiques primordiale pour le choix d’un
matériau notamment dans la construction basse température.
1 . G E N E R AL I T E S
La connaissance des caractéristiques mécaniques déduites de l’essai de traction peut être
insuffisante, puisque des ruptures peuvent être obtenues en dessous de la limite élastique dans des
conditions particulières qui rendent le métal fragile.
2 . T E S T AU
B R O U I L L AR D S AL I N
Description du procédé
Pour cela des essais sont réalisés sur un mouton-pendule (ex: mouton-pendule Charpy).
L’essai consiste à rompre une éprouvette entaillée en son milieu et reposant sur deux appuis. On
détermine l’énergie W absorbée dont on déduit la résilience.
Les différents tests
Les différentes normes
Résilience = (énergie absorbée par la rupture W en Joules) / (section au droit de l’entaille en cm2)
Les principaux paramètres
4- LA CORROSION GALVANIQUE
3. LES DIFFERENTS
Description générale
M AT E R I AU X E T
REVETEM ENTS
Tableau différents matériaux et
La corrosion galvanique peut se définir simplement par l'effet résultant du contact de deux métaux ou
revêtements
alliages différents dans un environnement corrosif conducteur : on utilise aussi le terme de
La résilience
bimétallisme.
Dans chaque solution, il est possible d'établir une "série galvanique", c'est-à-dire un classement des
différents métaux et alliages en fonction de ce potentiel mesuré.
4. L A CORROSION
G AL V AN I Q U E
Lors d'un couplage entre deux métaux ou alliages différents, un courant électronique va s'établir entre
Description générale
eux résultant du court-circuit formé. On observe généralement un accroissement de la corrosion de
Tableau des couples galvaniques
l'alliage le moins noble et diminution ou suppression de la corrosion de l'alliage le plus noble.
La différence de potentiel indique le sens de la menace, mais pas son ampleur, ce n'est donc pas le
seul facteur à prendre en compte. La conduction électrique du milieu, la température sont aussi des
facteurs importants.
Quelques moyens de lutte contre cette corrosion : choisir des couples métalliques dont les éléments
sont le plus proches possible dans la série galvanique correspondante, éviter un rapport de surface
défavorable, éviter dans la mesure du possible, à l'aide d'un joint, d'un isolant, d'un revêtement, ... le
contact direct de deux métaux différents, etc.
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Tableau des couples galvaniques
Métal considéré : anode
1 . G E N E R AL I T E S
Métal couplé : cathode
Les différences de potentiel (ddp) sont établies dans une solution aqueuse à 2% de chlorure de sodium
et exprimées en millivolts, suivant la norme française NFE-25-032.
Ce tableau ne traite pas les autres types de corrosion qui peuvent bien évidemment se superposer et
attaquer les deux matériaux, y compris le métal couplé (cathode).
En dessous du trait pointillé, le métal en ordonnée est attaqué.
Remarque :
2 . T E S T AU
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Description du procédé
Les différents tests
Les différentes normes
Les principaux paramètres
3. LES DIFFERENTS
M AT E R I AU X E T
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Tableau différents matériaux et
revêtements
La résilience
4. L A CORROSION
G AL V AN I Q U E
Description générale
Tableau des couples galvaniques
• Le métal couplé ne subit pas de corrosion galvanique et bénéficie, au contraire, d’un effet de
protection galvanique (faible si la différence de potentiel est petite, importante si la différence de
potentiel est grande).
• L’effet galvanique est influencé par le rapport de surface des deux métaux :
si la surface du métal considéré est la plus petite, sa corrosion augmente,
si la surface du métal considéré est la plus grande, sa corrosion diminue.