INSPECTION DES TRAVAUX DE REVETEMENTS DE PROTECTION CONTRE LA CORROSIO

 INSPECTION DES TRAVAUX DE REVETEMENTS DE PROTECTION CONTRE LA CORROSION       Inspecteur en Protection contre la corrosion Chapitre 3 : Corrosion & Conception Page : - 2 - Institut des Sciences de l'Ingénieur de Toulon et du Var / Ingénierie des Matériaux Rév.3 SOMMAIRE                                                                                                                    !    "              "                 #                             $              !                        Inspecteur en Protection contre la corrosion Chapitre 3 : Corrosion & Conception Page : - 3 - Institut des Sciences de l'Ingénieur de Toulon et du Var / Ingénierie des Matériaux Rév.3 1. INTRODUCTION 1.1.Définition de la corrosion Attaque d'un matériau sous l'action chimique ou électrochimique du milieu environnant. I.S.I.T.V / Ingéniérie des Matériaux - Manuel ACQPA - chapitre 3 / rév 3 Définition de la corrosion Définition de la corrosion Dégradation des matériaux par le milieu ambiant. I.S.I.T.V / Ingéniérie des Matériaux - Manuel ACQPA - chapitre 3 / rév 3 Définition de la corrosion Définition de la corrosion Réaction d'oxydo-réduction irréversible entre un métal et un agent oxydant contenu dans le milieu ambiant Inspecteur en Protection contre la corrosion Chapitre 3 : Corrosion & Conception Page : - 4 - Institut des Sciences de l'Ingénieur de Toulon et du Var / Ingénierie des Matériaux Rév.3 I.S.I.T.V / Ingéniérie des Matériaux - Manuel ACQPA - chapitre 3 / rév 3 Définition de la corrosion Définition de la corrosion Réaction interfaciale qui implique une consommation du matériau avec : • Incorporation dans les produits de corrosion solides adhérents des composantes de l'environnement • Libération dans l’environnement des produits de corrosion solubles I.S.I.T.V / Ingéniérie des Matériaux - Manuel ACQPA - chapitre 3 / rév 3 Définition de la corrosion  Attaque d'un matériau métallique sous l'action chimique (3% des cas) ou électrochimique (97% des cas)du milieu environnant  Attaque parfois non destructive : cas des métaux PASSIVABLES Parfois l'attaque n'est pas destructive. Elle peut conduire à la formation d'un film protecteur à la surface du métal qui est alors protégée. C'est le cas des métaux et alliages passivables. N. B. : Il ne faut pas confondre érosion et corrosion. L'érosion est une attaque purement mécanique par action abrasive. Inspecteur en Protection contre la corrosion Chapitre 3 : Corrosion & Conception Page : - 5 - Institut des Sciences de l'Ingénieur de Toulon et du Var / Ingénierie des Matériaux Rév.3 1.2.Importance économique I.S.I.T.V / Ingéniérie des Matériaux - Manuel ACQPA - chapitre 3 / rév 3 Coût de la corrosion  Financièrement très élevé : environ 5% du PNB dans les pays industrialisés  Gaspillage important des ressources naturelles  Provoque des nuisances considérables voire des accidents mortels  30% des pertes pourraient être évitées grâce à un meilleur contrôle des phénomènes La corrosion entraîne des pertes économiques très importantes mais difficiles à évaluer. On distingue les pertes directes, facilement évaluables (dépenses dues à la détérioration du matériel et à son remplacement) et les pertes indirectes, plus difficilement évaluables : - pertes d'exploitation conséquentes aux arrêts d'installations pour réparation, - pertes de production, - accidents, - surdimentionnement des pièces qui entraîne des surcoûts de fabrication des structures, - lutte contre la corrosion (revêtements, traitements de surfaces, protection cathodique, ...). On estime qu'aux Etats-Unis, les pertes liées à la corrosion représentent environ 4% du PNB. On observe également une augmentation toujours plus importante des coûts liés à la corrosion : - 1949 : 5,5 milliards de $ (pertes directes) - 1966 : 10 milliards de $ (pertes directes) - années 80 : 70 milliards de $ (pertes directes et indirectes) En France, cela représente environ 3000 Frs par an et par personne . Inspecteur en Protection contre la corrosion Chapitre 3 : Corrosion & Conception Page : - 6 - Institut des Sciences de l'Ingénieur de Toulon et du Var / Ingénierie des Matériaux Rév.3 La production mondiale annuelle d'acier est de 1700 millions de tonnes/an. Les pertes par corrosion concernent 3% de cette production. Cela représente 50 millions de tonnes perdues/an. On considère que 30% de ces dépenses pourraient être évitées en exerçant un meilleur contrôle des phénomènes. Ceci n'apparaît pas toujours comme une nécessité économique car : - l'investissement pour assurer le contrôle et la protection des matériels est élevé, - les pertes de matériels imputables à la corrosion sont trop souvent considérées comme inévitables, - la destruction du produit implique son remplacement, ce qui apparaît comme un élément moteur de l'économie, - le fait de devoir assurer une protection peut faire craindre au constructeur que ses produits soient implicitement reconnus comme vulnérables, etc... 1.3. Quelques questions fondamentales I.S.I.T.V / Ingéniérie des Matériaux - Manuel ACQPA - chapitre 3 / rév 3 %&'(%&)(%&)*+,-).,-/01&-*0'&)2  %&''&&)*'0/+..34&-5&&-*4&'04,%+''&&*'05,44,)+,-6  ,%4(%,+'&)13*0%7)&5,44,/&-*"+')6  ,11&-*'&)13*0%7)&5,44,/&-*"+')6  )*"5&(%&*,%)'&)13*0%7)&5,44,/&-*6  (%&''&)8+*&))&))&5,44,/&-*"+')6 Inspecteur en Protection contre la corrosion Chapitre 3 : Corrosion & Conception Page : - 7 - Institut des Sciences de l'Ingénieur de Toulon et du Var / Ingénierie des Matériaux Rév.3 I.S.I.T.V / Ingéniérie des Matériaux - Manuel ACQPA - chapitre 3 / rév 3 Différence entre rouille et corrosion  On confond souvent corrosion et rouille  La rouille est le produit de la corrosion du fer ou de l'acier (des alliages ferreux)  La corrosion est un phénomène destructif qui affecte tous les métaux  Les produits de corrosion sont différents selon le métal attaqué 1.4.Causes de la corrosion Pourquoi les métaux et alliages se corrodent-ils ? I.S.I.T.V / Ingéniérie des Matériaux - Manuel ACQPA - chapitre 3 / rév 3 ,%4(%,+'&)13*0%7)&5,44,/&-*"+')6 *0*)*09'& 1+-&40+) 13*0':%4       ,7;<=-& >%1+/+*3 Inspecteur en Protection contre la corrosion Chapitre 3 : Corrosion & Conception Page : - 8 - Institut des Sciences de l'Ingénieur de Toulon et du Var / Ingénierie des Matériaux Rév.3 C'est leur tendance naturelle à revenir à la forme oxydée qu'ils ont dans les minerais d'où ils sont extraits. Tous les métaux, sauf les métaux nobles (or, platine) qui existent à l'état natif, sont dans la nature sous forme de minerais (oxydes, sulfures, carbonates,..). Ils sont alors plus stables d'un point de vue énergétique qu'à l'état de métal. La corrosion est donc un processus naturel qui fait retourner tout métal non noble à un niveau énergétique comparable à celui qu'il possède sous forme de minerai. 1.5.Notion de potentiel La tendance à la corrosion des métaux est liée à leur potentiel : un métal est d'autant plus facilement corrodable que son potentiel est négatif. Ce potentiel est mesuré dans un milieu donné et de ce fait la classification qui en découle n'est valable que dans ce milieu. Le potentiel est mesuré par rapport à une électrode de référence dont le potentiel est fixe quel que soit le milieu . On mesure donc une différence de potentiel entre le potentiel pris par le métal dans le milieu considéré et le potentiel de l’électrode de référence . Différents types d’électrodes de référence peuvent être utilisés : électrode Ag/AgCl, électrode Cu/CuSO4, électrode au Calomel saturée (ECS), ... I.S.I.T.V / Ingéniérie des Matériaux - Manuel ACQPA - chapitre 3 / rév 3  ! " #$% &%' (") &*+%,( 3*0' '&5*4,';*&?1+'+&% '&5*4,/&/& 43.34&-5&  Inspecteur en Protection contre la corrosion Chapitre 3 : Corrosion & Conception Page : - 9 - Institut des Sciences de l'Ingénieur de Toulon et du Var / Ingénierie des Matériaux Rév.3 Le tableau suivant donne la classification galvanique dans l'eau de mer de quelques métaux et alliages : Potentiel ou métal plus cathodique ou plus noble Graphite Platine ; or Argent Titane Aciers inoxydables passivés Alliages Cu-Ni-Fe Cuivre ; aluminium (passif) Bronze marine, laiton Plomb ; étain et soudure Sn-Pb Calamine Fer ; acier ; fonte Alliages d'aluminium Cadmium Aluminium (actif) Zinc Magnésium et ses alliages Potentiel ou métal plus anodique ou moins noble I.S.I.T.V / Ingéniérie des Matériaux - Manuel uploads/Ingenierie_Lourd/ ch03-corosion-et-conception.pdf

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