acultée des ciense et echniqueSettat 1 Introduction Général 2 Moyens De Protection Contre La Corrosion Protection Par La Géométrie De La Forme PLAN Utilisation Des Revêtements Prévention Par Le Choix Du Matériau Protection Electrochimique 3 Conclusion ESI-CERIST 1 Introduction Introduction La corrosion est un problème industriel important car à l'origine d'accidents (rupture de pièces). Méthodes de Par ailleurs, elle représente un coût protection important on estime que chaque seconde, 5 tonnes d'acier sont perdues dans le monde du fait de la corrosion Conclusion 3 Objectifs ESI-CERIST 2 et ainsi d'influencer notablement leur durée de vie. Il est possible de diminuer les risques de corrosion en donnant aux objets une forme adaptée aux conditions d'utilisation. La Soudure. ESI-CERIST 3 . Le Vissage . Le Pliage . par leur géométrie. Contre la Corrosion En Zone Humide : La géométrie des composants employés devra viser à éviter les zones de rétention d'eau soit en prévoyant un bon drainage. Mauvais Correct Prévention Par La Forme Du Récipient ESI-CERIST 4 . la vidange complète des récipients. soit en assurant. 9 Protection Par La Géométrie De La Forme Contre la Corrosion Galvanique : 10 ESI-CERIST 5 . Protection Par La Géométrie De La Forme Contre la Corrosion Galvanique : On peut se prémunir contre ce risque en incluant dans le circuit une « pièce sacrificielle » aisément remplaçable ou en supprimant le contact entre les matériaux au moyen d'un isolant isolant. 11 Protection Par La Géométrie De La Forme Contre la Corrosion Par :« Erosion- Erosion-Cavitation » : 12 ESI-CERIST 6 . Protection Par La Géométrie De La Forme Contre la Corrosion Par :« Erosion- Erosion-Cavitation » : On évitera en particulier les variations brutales de section créant des zones de turbulence ou les changements brusques de direction direction. 1 2 3 Revêtement Revêtement Revêtement Non Métallique Organique Métallique Les Types De Revêtement ESI-CERIST 7 . Protection Par La Géométrie De La Forme Contre la Corrosion Sous Contrainte : On adoptera donc dans la mesure du possible des formes permettant de supprimer ou au moins de réduire les zones de concentration de contraintes. Il permet de prolonger la durée de vie des composants et d’améliorer la performance ainsi que leur apparence décorative. Contrainte élevee 13 Le revêtement a pour principe d’empêcher les agents chimiques corrosifs d’atteindre le métal. C'est métal à protéger. de cuivre sur de l'acier ESI-CERIST 8 . C'est le cas du procédé de le cas par exemple d'un galvanisation revêtement de nickel ou (revêtement de zinc). Le métal protecteur Le métal protecteur est moins noble que le est plus noble que le métal à protéger. tel que la surface du métal d’apport soit assez homogène et les modifications du matériau de base à l’interface négligeable pour que la qualité de la couche soit définie par son épaisseur. Terme général désignant toute couche de métal sur une surface obtenue par un procédé de recouvrement. soit par réaction avec un autre corps présent dans la solution. Techniques de Revêtement Métallique Dépôts électrolytiques Dépôts Par Immersion Dépôts Dépôts En Chimiques Phase Vapeur 17 Techniques de Revêtement Métallique Les dépôts électrolytiques : Ce sont des dépôts métalliques réalisés à partir de la réduction des ions en solution du métal à déposer soit par réaction avec la surface du matériau à recouvrir. Exemple: Cu2+ + Fe Cu + Fe2+ 18 ESI-CERIST 9 . C'est un procédé classique permettant de recouvrir l'acier de zinc (galvanisation). Le principe de ce mode de dépôt est représenté à la Figure : 19 Techniques de Revêtement Métallique Les dépôts Par Immersion : C'est une des méthodes de protection la plus ancienne qui consiste à plonger le métal à recouvrir dans un bain fondu du métal de revêtement. Techniques de Revêtement Métallique Les dépôts en Phase Vapeur : Les atomes du matériau à déposer sont expulsés d'une cible par un bombardement de particules. 20 ESI-CERIST 10 . films plastiques divers. Il s’agit dans ce cas de l’enrober complètement par exemple par une couche de peinture ou de matière plastique. Protection Par Revêtement Non Métallique Cela consiste à isoler la pièce de l’environnement. Ils se divisent en trois familles : 1 2 3 ESI-CERIST 11 . Peinture. enrobage dans une céramique ou un autre oxyde isolant 21 Les revêtements organiques forment une barrière plus ou moins imperméable entre le matériau et le milieu extérieur. Les pigments assurent l'inhibition de la corrosion et peuvent également avoir une fonction décorative. l'application d'une peinture consiste en un traitement multicouches d'une épaisseur totale de 100 à 200 μm comprenant : Une couche adhérente au métal qui contient les pigments destinés à retarder l'oxydation du matériau (épaisseur 10 à 40 μm). augmentent l'étanchéité et diminuent les irrégularités. ESI-CERIST 12 . Une peinture est un mélange composé de particules insolubles (les pigments) en suspension dans un milieu aqueux ou organique constitué par un liant et un solvant. Des couches qui renforcent la protection. Les peintures et vernis : En général. Une couche de pour l'étanchéité et l'esthétique. ESI-CERIST 13 .. On les utilise principalement pour protéger des structures enterrées en acier ou en fonte. polyesters. et les thermodurcissables (polyuréthane..). les caoutchoucs (naturel ou synthétique). dont la plasticité réduit considérablement les risques de dégradation mécanique. On les applique par divers procédés : par poudre. Ils se présentent en général sous la forme d'un revêtement épais (de l'ordre de 5 mm)..époxydes.). Leur épaisseur est normalement de 100 à 500 μm.. Il existe une grande variété de ce type de revêtement comme les thermoplastes (polyéthylène. polypropylène... Il n'existe pas de métaux ou alliages qui ont une résistance absolue à la corrosion. mais on connaît uniquement des matériaux résistant à la corrosion dans certains milieux agressifs. voire nulle. En effet. Prévention Par le Choix de Matériaux Le choix du matériau doit principalement tenir en compte de l'influence défavorable et des conditions de fonctionnement. NB : Diagramme de pourbaix ESI-CERIST 14 . 27 La protection électrochimique consiste à agir de manière contrôlée sur les réactions d'oxydation et de réduction qui se produisent lors du phénomène de corrosion. cette méthode consiste à imposer au métal à protéger une valeur de potentiel pour laquelle la vitesse d'attaque devient très faible. 7 8 9. Protection cathodique Le métal pourra être protégé contre la corrosion par abaissement de son potentiel dans son domaine d’immunité.5 H 2 O pH Fe 2 + H2 Immunité Fe (s) ESI-CERIST 15 . (réalisable par intervention d’une action réductrice ou par intervention d’un courant électrique imposé ) Le fer pourra être protégé contre la E ( en V ) corrosion par abaissement de son Fe 2 O 3 ( s ) potentiel dans le Fe 3 domaine d’immunité + . O2 H2O 3. H2O Zn AN OD E Citerne Zone poreuse L’anode et la citerne sont pour éliminer Zn 2+ plongées dans le même milieu ! ESI-CERIST 16 .7 8 9. 3. alors. un dégagement de dihydrogène sur le fer. E ( en V ) Fe 2 O 3 ( s ) L’eau n’est pas stable Fe 3 dans les conditions qui + O2 correspondent à cet H2O état d’immunité. Cette protection peut provoquer.5 2+ H 2 O pH Fe H2 Immunité Fe (s) Protection cathodique par anode sacrificielle Regard sol O2 . H2O Zn AN OD E Citerne Zn 2 + O H- ESI-CERIST 17 . Protection cathodique par anode sacrificielle Regard sol électrons O2 . H2O Zn AN OD E Citerne Zn 2 + Protection cathodique par anode sacrificielle Regard sol électrons O2 . H2 O Canalisation à protéger Anode ( déversoir ) ESI-CERIST 18 . H2O Zn AN OD E Oxydation Citerne Réduction Zn 2 + O H- Protection cathodique par courant imposé . G + I sol O2 . Protection cathodique par anode sacrificielle Regard sol électrons O2 . H2 O Canalisation à protéger Anode ( déversoir ) Protection anodique Le métal pourra être protégé contre la corrosion par élévation de son potentiel dans dans le domaine de passivation. (réalisable par intervention d’une action oxydante ou par intervention d’un courant électrique imposé ) ESI-CERIST 19 . Protection cathodique par courant imposé . G + I électrons sol O2 . Protection anodique par courant imposé I + G - sol O2 . H2 Couche O d’oxyde protectrice Canalisation à protéger Électrode Protection anodique par courant imposé I + G - électrons sol O2 . H2 Couche O d’oxyde protectrice Canalisation à protéger Électrode ESI-CERIST 20 . La Protection Anodique : Elle repose sur la propriété que certains métaux et alliages présentent un palier de passivation à partir d’ un certain potentiel anodique. Conclusion Forme 42 ESI-CERIST 21 . Conclusion Electrochimique Introduction Il est évident que la solution la plus courante consiste d’une part à ne pas laisser Matériaux Protection Revêtement Méthodes de en contact des matériaux ayant des couples protection galvaniques actifs et d’autre part à protéger les métaux par des revêtements. puis recouvert par une couche protectrice qui permet d’arrêter On s’arrange pour mettre le métal dans l’oxydation. On impose au métal un potentiel tel qu’il soit parcouru par un courant anodique. Le métal sera oxydé. sa zone de passivation. lors de son remplacement.2.F (avec F = 96500 C) I.0. 3°) Quel rôle électrique joue la canalisation ? 4°) L’intensité moyenne du courant électrique qui circule dans le fil de plomb est I = 10 mA.7 g 44 ESI-CERIST 22 . Données numériques : Potentiels normaux d’oxydo-réduction : E0 Fe2+/Fe = -0.3 g. Ce mode de protection porte le nom d’Anode Sacrificielle.8 mMg = (10. 43 1°) La canalisation en fonte est protégée. enterrées dans le sol. Exercice 1 Une canalisation en fonte (alliage à base de fer) et une électrode de magnésium. On admettra que toutes les années durent 365 jours.37 V. mMg. seulement une fraction de 80 % de l’électrode ait été consommée. Calculer la masse minimale de magnésium qu’on doit utiliser pour que.10-3 x 365 x 24 x 3600 x 24. 1°) La canalisation en fonte est-elle ainsi protégée de la corrosion et si oui comment s’appelle ce mode de protection ? 2°) Quel rôle joue l’électrode de magnésium : est-elle anode ou cathode ? Pourquoi ? De quelle réaction est-elle le siège ? Ecrire la demi-équation correspondante. On change l’électrode de magnésium tous les trois ans.37 V. Le potentiel d’oxydoréduction du couple redox Fe2+/Fe – 0. La fonte est supposée avoir les mêmes propriétés que le fer.44 V et E0 Mg2+/Mg = .44 > .t = 2.F / MMg En tenant compte du 80 % Þ mMg = I. sont reliées par un fil de plomb selon le schéma ci-dessous.t. Une mole d’électrons transporte 96500 coulombs.mol –1.M / 2 F.3) / (2 x 96500) = 39. Masse molaire du magnésium : M (Mg) = 24. 2°) L’électrode de magnésium est le siège d’une réaction d’oxydatation Mg ® Mg2+ + 2 e – 3°) nélectron = ? I = 10 m A t = 3 ans Q = It = n.2. 2. c'est la partie située au fond du récipient qui va se corroder en premier. 2. Laquelle des deux lames subit une corrosion ? bien préciser si c'est celle qui est aérée ou celle qui ne l'est pas. On insuffle de l'oxygène au niveau de l'une des lames et le voltmètre indique 30 mV. C'est donc l'autre lame.2. quelle est la partie de la coque d'un navire en acier qui est la plus sujette à la corrosion (quille ou ligne de flottaison ?). est corrodée la première. Indiquer : . 3.le mouvement des électrons. C'est la lame qui reçoit de l'oxygène qui constitue le pôle + de la pile. 46 ESI-CERIST 23 . Quelle est la lame d'acier qui représente le pôle + de la pile qui prend naissance dans cette expérience ? 2. 3.les pôles + et .3. Etude de l'effet Evans : deux lames d'acier plongent dans un bécher contenant de l'eau salée.1.3 Application : compte tenu du résultat de cette expérience.de la pile .4. Pour les mêmes raisons que ci-dessus.2.4. C'est donc elle qui perd des électrons et qui. 2. celle qui n'est pas aérée qui perd des électrons et qui est corrodée. Le pôle .de cette pile est la partie la moins aérée ( c'est la quille). Indiquer par une flèche en trait gras la partie de la lame qui sera la première attaquée par la corrosion. par conséquent.1. 3. Une lame métallique est partiellement immergée dans de l'eau : figure n°4. 45 3. Application : la partie la plus aérée de la coque d'un navire et la partie la moins aérée constituent une pile. Expliquer pourquoi ? 2. ESI-CERIST 24 .
Report "Exposé sur les méthodes de protection contre la corrosion - Copie [Mode de compatibilité].pdf"