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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUP

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE Université́ des Sciences et de la Technologie Houari Boumediene Faculté́ de Génie Mécanique et de Génie des Procédés Département de Génie de l’Environnement Filière : Génie des procédés Exposé de Corrosion L3 GP Section C Thème de l’exposé : La protection contre la corrosion des métaux Présenté par : Binôme N° :....................... Nom Prénom Matricule KAASSIS Meriem BERRACHEDI Meriem 161631076776 1 Sommaire I. Introduction II. La corrosion des métaux III. Principaux types de corrosion IV. Les méthodes de protection 2 I. Introduction La corrosion est un processus physicochimique qui se déroule à l’interface entre un milieu et un matériau, le plus souvent un métal. La corrosion est bien évidemment associée à la notion de durabilité et, selon les secteurs industriels concernés Ce rapport présente tout d’abord les principaux types de la corrosion et il présente une description détaillée des trois grande méthodes, préventives et curatives, utilisées en anticorrosion. II. La corrosion des métaux Le métal est présent sur Terre sous forme d'oxyde, dans les minerais (bauxite pour l'aluminium, hématite pour le fer). Depuis la préhistoire, le travail de métallurgie a consisté à réduire ces oxydes dans des bas-fourneaux puis des hauts fourneaux pour fabriquer le métal. La corrosion n'est qu'un retour à l'état d'oxyde naturel. La corrosion des métaux est dans la grande majorité des cas une réaction électrochimique (une oxydo-réduction) qui fait intervenir la pièce manufacturée. III. Principaux types de corrosion Corrosion uniforme Elle se traduit par une perte d’épaisseur régulière. Le phénomène se caractérise par la vitesse d’attaque. Cette attaque est proportionnelle au temps elle peut obéir à des lois variées - ex.: réservoirs, conduites, plaques …etc. Corrosion par piqûres Elle correspond à une attaque limitée à des zones de très petite surface (environ 1 mm2), mais pouvant être assez profonde. 3 C’est en particulier le cas des tuyauteries enterrées en acier non allié.Ou des tuyauteries en acier inoxydable en présence d’eau de mer. Ce type de corrosion devient catastrophique si la profondeur des piqûres devient égale à l’épaisseur du tube. Corrosion par érosion Dans un même matériau, la turbulence créée par l’écoulement rapide d’un liquide peut engendrer une corrosion localisée (action à la fois mécanique et électrochimique) Comment peut-on éviter la corrosion des métaux ? Choix du métal Éviter les couples galvaniques → isolé électriquement les métaux Éviter les interstices (corrosion caverneuse) Éviter les eaux stagnantes Éviter les changements brusques de section (corrosion par érosion) Rapport des surfaces des électrodes → plus la cathode est grande p/r à l’anode, plus l’anode se corrode rapidement (ex.: boulons et rivets) Cataphorèse Définition L’électrodéposition ou mise en peinture par électrophorèse consiste en un recouvrement d’une pièce métallique par un revêtement organique filmogène sous l’effet conjugué d’un champ électrique et des réactions d’électrolyse de l’eau : Une tension continue est appliquée entre la pièce à peindre et une contre électrode, toutes deux immergées dans la peinture. Le polymère, qui constitue la peinture, doit donc être chargé électriquement afin de migrer sous l’effet du 4 champ électrique et se déposer sur l’électrode sous l’effet des réactions électrochimiques de décomposition de l’eau — si la peinture est chargée négativement (–), la pièce à peindre est reliée au pôle positif (+) du générateur donc à l’anode : le procédé d’application est l’anaphorèse. — si la peinture est chargée positivement (+), la pièce à peindre est reliée au pôle négatif (–), donc à la cathode : le procédé est la cataphorèse. Les peintures électrodéposables sont des peintures aqueuses contenant de faibles taux de solvants. Propriétés du film de cataphorèse Avantage: — les résines cationiques sont inertes chimiquement et résistent aux phénomènes de délamination cathodique. — au cours du processus de dépôt à la cathode, il n’y a pas dissolution du métal, et celle de la phosphatation est très réduite, alors que dans le cas de l’anaphorèse il y a dissolution non négligeable du métal et de la couche de phosphatation. Inconvénients: La pièce à peindre doit être conductrice de l’électricité, le procédé ne s’applique donc pas aux plastiques et aux substrats non conducteurs. Le succès de l’application et la constance des résultats sont subordonnés à un contrôle rigoureux de nombreux paramètres physicochimiques du bain de cataphorèses. Inhibiteurs de corrosion Définition Un inhibiteur de corrosion est un composé chimique qui, ajouté à faible concentration au milieu corrosif, ralentit ou stoppe le processus de corrosion d’un métal placé au contact de ce milieu. Un inhibiteur agit principalement par adsorption. Il forme, à la surface du métal, une couche mono ou multimoléculaire qui joue le rôle de barrière isolante vis-à- vis des espèces agressives de la solution. Si l’inhibiteur s’adsorbe préférentiellement sur les sites anodiques (où a lieu la dissolution du métal), il s’agit d’un inhibiteur anodique. 5 De la même façon, un inhibiteur cathodique bloque la réaction de réduction et entraîne au final une diminution du courant global de corrosion. Fonctions essentielles: D’une manière générale un inhibiteur doit : — abaisser la vitesse de corrosion d’un métal, sans en affecter les caractéristiques physico-chimiques, en particulier la résistance mécanique (par exemple, risque de fragilisation par l’hydrogène en milieu acide). — être stable en présence des autres constituants du milieu, en particulier vis-à- vis des oxydants. — être stable aux températures d’utilisation. — être efficace à faible concentration. — être compatible avec les normes de non-toxicité . — être peu onéreux. La protection VCI Les emballages inhibiteurs de corrosion volatile (VCI) libèrent dans l’atmosphère intérieure un gaz inhibiteur invisible, sans odeur et non toxique. Les molécules volatiles viennent se fixer de façon stable et réversible à la surface du métal et interrompent ainsi les réactions électrochimiques de la corrosion. Principe de la protection VCI 6 Protection électrochimique Protection anodique - augmentation du potentiel de corrosion de façon à ce qu’il se situe dans la zone passive énergie électrique nécessaire - Le principe de cette protection c’est qu’on peut évidemment songer à distribuer sur la structure à protéger des éléments de métaux davantage positifs jouant le rôle de cathodes. - On peut employé ce procédé pour la protection des aciers dans l’acide sulfurique, dans l’acide phosphorique, dans des alcalis et dans certaines solutions salines. Protection cathodique (Le métal à protéger devient une cathode) 1- protection par anode sacrificielle - couplage du métal à protéger avec un moins noble - corrosion galvanique de l’anode - dans le cas de l’acier, on utilise des anodes de Zn ou de Mg ex: bateaux, canalisations, réservoirs d’eau on doit changer les anodes périodiquement. La coque des bateaux Une coque de bateau est protégée par des anodes en zinc fixées sur lui : c'est le zinc qui sera attaqué ( "anode consommable"). Protection par courant -on impose un courant extérieur de façon à ce que le métal à protéger devienne une cathode -anode inerte (ex.: graphite) - ex.: réservoir sous terre On doit appliquer un courant permanent. 7 Galvanisation à chaud La galvanisation à chaud des alliages ferreux est une opération de revêtement par trempé dans un bain de zinc ou d’alliage de zinc en fusion à une température voisine de 460 oc. Elle concerne les pièces finies, les tôles et les fils revêtus par procédé continu. L’effet de zinc Le zinc est en lui-même un métal qui ne présente pas une grande stabilité thermodynamique. En présence d’agents oxydants, même peu violents, il s’oxyde très rapidement, libérant des ions Zn+2 (Zn→Zn+2 + 2e - ). Cependant les ions Zn+2 ainsi émis peuvent en général précipiter pour donner avec d’autres espèces chimiques présentes des produits de corrosion peu solubles et ayant donc un rôle protecteur, comme : — le carbonate de zinc, le plus compact, ZnCO3 ; — un hydroxycarbonate, Zn5 (CO3)2 (OH)6 ; — l’hydroxyde de zinc, Zn (OH)2. 8 uploads/s3/ page-de-garde1.pdf