Production Maintenance n°36

Dossier technologies

Dossier technologies Quelles solutions pour résoudre les problèmes de corrosion ? La corrosion est au cœur des problématiques et des soucis que rencontrent au quotidien les métiers de la maintenance. Les solutions présentes sur le marché mais aussi des techniques et des technologies employées se révèlent être un véritable choix stratégique pour les entreprises. Dans ce nouveau dossier, une présentation des différentes corrosions suivie d’un panorama des technologies introduiront quelques exemples de bonnes pratiques et de retours d’expérience. DR Avant d’aborder les causes de corrosion, les dangers qu’elle comporte et les solutions pour en éviter la propagation et la détérioration des matériaux, il convient déjà d’y apporter une définition nette et précise. Selon Laurent Régnier, expert en matériaux métalliques et dans les surfaces au sein du Centre technique des industries mécaniques (Cetim), « la corrosion est l’interaction physicochimique entre un métal et son environnement, entraînant le plus souvent des modifications au niveau des propriétés du métal et naturellement une dégradation fonctionnelle du matériau et de l’élément le constituant. Ce qui est paradoxal, au regard de notre expérience dans le domaine au sein du Cetim, c’est que la corrosion affecte principalement les aciers inoxydables, puis d’autres matériaux comme l’aluminium… » Parmi les différentes – et nombreuses – formes de corrosions existantes figurent les piqûres des caverneuses, la corrosion sous contrainte inter-granulaire, galvanique, sélective, érosion, à chaud, etc. « Avant tout, ce qu’il faut savoir, c’est qu’il existe deux formes de corrosion : la corrosion généralisée – ou uniforme – et la corrosion localisée. Les autres formes que l’on peut assigner à la corrosion ne sont que des pathologies, car il faut considérer la corrosion comme une maladie. DR Surtout, avec la corrosion, on décrit ce que l’on voit. C’est avant tout visuel ». Apprendre à bien détecter les premiers signes de corrosion Si l’on parle de la corrosion généralisée, que voit-on ? Tout d’abord, un changement de couleur ; cette couleur rouille est homogène et uniforme. On peut donc dire que, d’une façon générale, le matériau est affecté. Si on laissait cela évoluer, on obtiendrait des pathologies, c’est-àdire de la corrosion localisée ; là encore, cela se remarquerait à l’œil nu avec des zones un peu plus sombres. Lorsque l’on parle cette fois de corrosion généralisée ou uniforme, on assiste la plupart du temps à un milieu agressif d’oxyde de réduction pour lequel il faut toujours un électrolyte (de l’eau, des polluants, des condensats...), une atmosphère, un carburant ; si bien que l’ensemble du matériau est affecté par la corrosion. Ainsi, il est possible de définir une durée de vie puisque cette couche de corrosion est PRODUCTION MAINTENANCE ➤ JANVIER, FÉVRIER, MARS 2012 ➤ PAGE 20

Dossier technologies uniforme. On peut aussi installer des éprouvettes au niveau des différentes zones affectées afin de mesurer la cinétique de corrosion (c’est-à-dire la vitesse de certaines zones) en raison d’une perte de masse uniforme, chose que l’on peut détecter assez facilement. Néanmoins, selon certaines zones, cela peut cacher d’autres formes de corrosion. Pour lutter contre la corrosion, il est essentiel d’en connaître les facteurs aggravants. Cela peut être l’atmosphère ou l’humidité relative tout simplement. Si on a une concentration de dioxyde de soufre plus importante ou de chlore, il faut le mettre en évidence et savoir de combien. De même, si la pièce est en contact avec de l’eau, il faut savoir s’il s’agit d’une eau de ville et de quelle ville (d’une ville à l’autre, cela peut changer du tout au tout), ou s’il s’agit d’un lieu proche de la mer ou d’une canalisation d’un réseau enterré. Ces facteurs doivent être clairement déterminés ; l’objectif est toujours de lutter contre. Pour choisir un bon type de protection, il faut connaître l’environnement et les matériaux en présence ainsi que la nature et la durée de vie de la protection, si c’est quelque chose de temporaire (dans le cas du transport maritime par exemple) ou au contraire quelque chose de pérenne. « Il est essentiel de savoir cela car il va falloir ensuite s’adapter et faire des compromis. Il convient de regarder les caractéristiques technico-économiques pour ne pas choisir n’importe quel matériau, rappelle Laurent Régnier. Enfin, il existe des problèmes d’approvisionnement de la matière. Tout cela a un coût ; il convient donc d’être très vigilent et de bien choisir en fonction des besoins. De nombreuses solutions de protection existent et passent aussi par la nature des revêtements, les limiteurs de corrosion pour le transport, les protections anodiques pour protéger par exemple la coque d’un bateau ». Plusieurs exemples de corrosions localisées Parmi les corrosions localisées, la plus célèbre reste la corrosion galvanique. Elle apparaît lorsque deux matériaux se touchent et que l’un des deux commence à « se manger » ou à « se consommer ». DR Pourquoi ? Car il existe entre les deux matériaux une différence de potentiel. Cette différence va faire que l’un des deux matériaux sera plus noble que l’autre. De ce fait, l’autre se consomme jusqu’à disparaître complètement. Il s’y opère un passage de courant ; « concrètement, on va former une pile – c’est pourquoi il faut toujours un électrolyte – et un échange d’électrons se forme. Dans ce cas précis, on perd de la matière d’un côté ou de l’autre. » Parmi les facteurs d’influence de cette maladie qu’est la corrosion figure la température : plus le milieu est chaud, plus la cinétique ou la vitesse de corrosion sera importante. De même, certains milieux sont plus conducteurs que d’autres donc le passage des électrons sera plus rapide. Au niveau de la corrosion galvanique, il existe deux zones de contact à travers laquelle les électrons vont s’échanger. Plus la zone de contact sera importante, plus l’échange sera rapide. Enfin, la différence de potentiels selon les milieux sera exprimée en millivolts ; au-delà de 250-300 MV, on a un risque potentiel d’avoir de la corrosion galvanique. La solution est d’isoler électriquement les deux matériaux hétérogènes de manière Logiciel Pipecheck, de Creaform à éviter ce passage d’électrons. On peut le cas échéant minimiser ces échanges ; « dans tous les cas, ce ne sont que des compromis. Il convient donc de favoriser le dialogue ». Autre « best-seller », la corrosion par piqûres. Il s’agit d’une corrosion formée de petits trous, très localisée. Cela va jusqu’à la perforation du matériau. La piqûre (équivalant à la pointe d’une épingle à nourrice) se retrouve la plupart du temps sur les aciers inoxydables. Pourquoi ? Tout simplement parce que ce qui confère l’inoxydabilité de ces matériaux, c’est la couche protectrice qu’ils disposent en surface. Si l’on vient rompre cette couche de passivation (pollution et infection chi - miques, présence d’une autre surface ferreuse, soudage thermique, etc.), on va créer localement une discontinuité et insérer des éléments agressifs ; « Inexorablement, lorsque l’on va initier une piqûre, percer ou déchirer, on va dé - grader le matériau ». Concrètement – et visuellement –, s’il apparaît des pointes brillantes, cela signifie que la piqûre est active. Si au contraire les pointes sont plutôt mâtes, les piqûres seront moins rapides. Pour lutter contre les piqûres, il est possible de « doper » les matériaux ; PRODUCTION MAINTENANCE ➤ JANVIER, FÉVRIER, MARS 2012 ➤ PAGE 21