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1 RPCI - 5_Corrosion.pptMat Corr 09-2010 TYPES DE CORROSION © 2011 - IFP Traini

1 RPCI - 5_Corrosion.pptMat Corr 09-2010 TYPES DE CORROSION © 2011 - IFP Training 2 RPCI - 5_Corrosion.ppt Contenu TYPES DE CORROSION • Corrosion généralisée, galvanique • Corrosion sélective, par crevasse et piqûre • Corrosion intergranulaire, sous contrainte • Corrosion-fatigue, corrosion-érosion • Corrosion sous calorifuge, de contact • Corrosion bactérienne 2 © 2011 - IFP Training 3 RPCI - 5_Corrosion.ppt A retenir Dégradation métallurgique matériau température durée Corrosion généralisée durée concentration Piqûration Corrosion par crevasse couche passive interstice vitesse fluide Corrosion érosion Corrosion par contact fluide durée vitesse fluide interstice vitesse fluide Corrosion sous contrainte Fatigue corrosion dureté contrainte locale contrainte cyclique Corrosion intergranulaire sensibilisation joint de grain Corrosion galvanique alliage Ni acier carbone e- Fe2+ potentiels électriques Corrosion sélective M1n+ M1M2 M2 composition alliage Cloquage H2 ou H+ impuretés matériau © 2011 - IFP Training 4 RPCI - 5_Corrosion.ppt Corrosion généralisée Réaction chimique ou électrochimique uniformément à la surface. Vitesse facile à prévoir avec une précision suffisante pour déterminer la durée de vie d’un équipement. Prévention par : o Surépaisseur et inspection régulière. o Revêtement, peintures, inhibiteurs. o pH, oxygène. 3 © 2011 - IFP Training 5 RPCI - 5_Corrosion.ppt Résistance des métaux dans l'eau de mer © 2011 - IFP Training 6 RPCI - 5_Corrosion.ppt Corrosion généralisée par H2SO4 Acier carbone 4 © 2011 - IFP Training 7 RPCI - 5_Corrosion.ppt Corrosion galvanique Entre deux métaux différents plongés dans un électrolyte et en contact électrique. Le métal le moins noble (potentiel de dissolution le moins élevé dans la série galvanique) joue le rôle d’anode et se corrode. Assemblage à brides réunissant deux métaux différents. Assemblages soudés mixtes ou hétérogènes. Boîtes de distribution d’échangeurs en acier et faisceau tubulaire en laiton. Quizz : Prévention par : o Sélection métaux très proches dans la série galvanique. o Isolation électrique. o Anode sacrificielle (électrode plus anodique que les deux métaux). © 2011 - IFP Training 8 RPCI - 5_Corrosion.ppt Potentiels entre deux métaux Al ∆ ∆ ∆ ∆ Potentiel électrique Cu 0,298 Volt -0,483 Volt Zn Al voltmètre eau salée électro-négatif électro-positif 5 © 2011 - IFP Training 9 RPCI - 5_Corrosion.ppt Série galvanique Eau de mer agitée En noir : métal dépassivé Cu Al Zn © 2011 - IFP Training 10 RPCI - 5_Corrosion.ppt Plaque tubulaire d’un condenseur Service : eau de réfrigération/eau portuaire après 3 mois Plaque tubulaire → cupro-aluminium Faisceau tubes → Etane Al consommé Cu 6 © 2011 - IFP Training 11 RPCI - 5_Corrosion.ppt Corrosion sélective Dissolution de l’un des éléments de l’alliage. Dézincification du laiton (70%Cu-30%Zn). Le zinc passe en solution, et le laiton devient poreux et fragile. Désalumination des cupro-aluminium. Dénickelisation des cupronickel. Graphitisation fonte lamellaire. Prévention par : o Réduction de l’agressivité de l’environnement. o Protection cathodique. o Addition dans l’alliage de certains éléments qui réduisent les attaques sélectives (cas de l’arsenic pour les laitons) © 2011 - IFP Training 12 RPCI - 5_Corrosion.ppt Tubes d’échangeur en laiton Laiton à l’aluminium Cu-Zn22-Al2 Service 10 ans hydrocarbures/eau de mer Vue interne tube Zone corrodée Décohésion grains Attaque sélective du zinc Zn Cu Al Cl Spectre d’analyse 7 © 2011 - IFP Training 13 RPCI - 5_Corrosion.ppt Corrosion par crevasse et piqûre Attaque électrochimique par “aération différentielle”. Prévention par : o Eviter interstices dans les assemblages (soudage préféré) o Pénétration complète des soudures o Eviter dépôts o Protection cathodique © 2011 - IFP Training 14 RPCI - 5_Corrosion.ppt Corrosion caverneuse d’un circuit de protection incendie Service : eau de ville stagnante 3 mois Tuyauterie roulée-soudée acier inoxydable austénitique nuance AFNOR Z 2 CN 18.10 Cavités le long des soudures. Origine : produits décapants du type fluonitrique non complétement éliminés avant et après soudage. 8 © 2011 - IFP Training 15 RPCI - 5_Corrosion.ppt Corrosion par piqûres Mécanisme sensiblement identique à celui de la corrosion par crevasse. Prévention par : o Idem corrosion par crevasse o Augmenter vitesse fluide o Acier carbone résiste mieux que acier inoxydable austénitique o Préféré acier inoxydable contenant du Mo en présence de chlorures © 2011 - IFP Training 16 RPCI - 5_Corrosion.ppt Tenue à la piqûration des aciers inoxydables 9 © 2011 - IFP Training 17 RPCI - 5_Corrosion.ppt Pitting Resistance Index (PRE) © 2011 - IFP Training 18 RPCI - 5_Corrosion.ppt 10 © 2011 - IFP Training 19 RPCI - 5_Corrosion.ppt Corrosion intergranulaire Due à la présence d’impuretés ou de modification au niveau du joint de grain. Prévention par : o Redissolution des carbures de chrome par traitement thermique à 1100°C puis hypertrempe. o Inox bas carbone. o Inox stabiliés par addition de Ti ou de Nb. Cas des aciers inoxydables austénitiques qui exposés à la température entre 400°C et 900°C, sont le siège d’une précipitation intercristalline de carbures de chrome. Cette précipitation fait apparaître des zones déchromées très sensibles aux attaques acides. © 2011 - IFP Training 20 RPCI - 5_Corrosion.ppt Fissuration intergranulaire d’un inox austénitique Acier inoxydable 18.10 La corrosion intercristalline s’est déclenchée par suite d’une pollution du circuit par des produits chlorés et soufrés. 11 © 2011 - IFP Training 21 RPCI - 5_Corrosion.ppt Diagramme TT Relation entre la durée et la température pour l'amorçage de la corrosion intergranulaire. © 2011 - IFP Training 22 RPCI - 5_Corrosion.ppt Corrosion sous contrainte Action simultanée de contraintes et d’un milieu corrosif qui provoque une fissuration intergranulaire (aciers carbone) ou transgranulaire (aciers inox). Origine des contraintes : • contraintes thermiques • contraintes d’écrouissage • contraintes résiduelles de soudage • charge appliquée Vitesse peut être rapide (propagation de la fissure avec diminution d’épaisseur). Aciers au carbone → H2S humide, soude, cyanure (HCN), amines,… Aciers inoxydables → halogènes, soude, potasse, eau de mer, acides polythioniques Laiton → ions ammonium (NH4 +), mercure (Hg). Titane → méthanol. 12 © 2011 - IFP Training 23 RPCI - 5_Corrosion.ppt Résistance corrosion sous contrainte des inox Chlorure dans l’eau Effet du nickel - Solution bouillante à 42 % MgCl2 - Contraintes de traction © 2011 - IFP Training 24 RPCI - 5_Corrosion.ppt Corrosion sous contrainte Prévention par : o Réduction des contraintes par traitement thermique de relaxation (PWHT). o Augmentation de la section ou réduction des charges appliquées. o Elimination de l’élément corrosif dans l’environnement. o Alliage plus résistant. o Protection cathodique (propagation fissure par dissolution anodique d’ions métalliques). o Inhibiteurs. o Mise en compression de la surface par sablage. Les contraintes de tension brisent les films protecteurs à la surface du métal et permettent le démarrage de la corrosion en divers points. La corrosion joue aussi un rôle important dans le démarrage des fissures (piqûres et autres discontinuités qui augmentent les contraintes). La propagation se fait sous l’action conjointe de la corrosion et des contraintes. 13 © 2011 - IFP Training 25 RPCI - 5_Corrosion.ppt Corrosion sous contrainte par la soude Collecteur de vapeur en acier carbone. Après ressuage Fissure traversante © 2011 - IFP Training 26 RPCI - 5_Corrosion.ppt Corrosion sous contrainte d’un inox Après ressuage Coupe du tube Patin support en acier inoxydable. Corrosion initiée sous calorifuge. 14 © 2011 - IFP Training 27 RPCI - 5_Corrosion.ppt Fatigue - corrosion Prévention par : o Utilisation d’un métal résistant à la corrosion dans le milieu considéré o Inhibiteurs de corrosion. o Protection de la surface par traitement thermochimique (nitruration, cémentation), dépôt électrolytique (chromage, cadmiage, …) o Grenaillage pour mise en compression des surfaces. Tendance d’un métal à se fissurer sous l’action répétée d’un cycle de contraintes. La fissuration apparaît normalement en-dessous de la limite élastique. © 2011 - IFP Training 28 RPCI - 5_Corrosion.ppt Endommagement par fatigue d’une ligne de quench Dia 14“ SS321 SCH 60S Fluide froid Fluide chaud Fissures Après 2 ans de service, delta T ~120°C. Fluides contenant de l’H2S. Fuite en aval de la connexion. Fissures 15 © 2011 - IFP Training 29 RPCI - 5_Corrosion.ppt Fatigue thermique Amplitude et fréquence des « ondes » de température. Fissuration peut être suspectée si le delta température entre fluides chaud et froid est supérieur à ~100°C. Nombre d’arrêt/démarrage et variation de débits. Zone de concentration de contrainte (angle vif, soudure,...). Fluide froid Fluide chaud © 2011 - IFP Training 30 RPCI - 5_Corrosion.ppt Corrosion - érosion Prévention par : o Choisir des matériaux plus résistants (par exemple, utilisation d’acier inoxydable austénitique en remplacement de l’acier au carbone sur les circuits de rich amine). o Réduire la vitesse du fluide : en général <10m/s. o A la conception : augmenter les diamètres et l’épaisseur. o Revêtements protecteurs. Provoquée par le mouvement du fluide sur la surface d’un métal. Destruction du film protecteur (produits de corrosion). Surface endommagée marquée de sillons, de ravins, de trous ayant un aspect directionnel caractéristique. 16 © 2011 - IFP Training 31 RPCI - 5_Corrosion.ppt Corrosion/érosion d’un faisceau de réchauffeur Côté calandre : vapeur 184°C Côté tube : eau 134°C/180°C Après 27000h de service Dépôt magnétite Fe3O4 Zones dégradées Percement Aspect uploads/Voyage/ 7-types-corrosion-pdf 1 .pdf