La corrosion est la destruction ou la détérioration des matériaux ou de leurs propriétés causée par l'environnement. La plupart des phénomènes de corrosion se produisent dans des environnements atmosphériques contenant des composants et des facteurs corrosifs tels que l'oxygène, l'humidité, les variations de température et les polluants.
La corrosion cyclique est une forme courante et très destructrice de corrosion atmosphérique. Elle se produit à la surface des matériaux métalliques. Les ions chlorure présents dans la couche d'oxyde et la couche protectrice pénètrent dans le métal et provoquent une réaction électrochimique interne. Ces ions chlorure possèdent une énergie d'hydratation et s'adsorbent facilement dans les pores de la surface métallique. Ils comblent les fissures et remplacent l'oxygène de la couche d'oxyde, transformant ainsi les oxydes insolubles en chlorures solubles. La surface devient alors active, passant d'un état de passivation à un état actif.
Le test de corrosion cyclique est un type de test environnemental qui utilise principalement un équipement spécifique pour simuler artificiellement les conditions environnementales de la corrosion cyclique et évaluer ainsi la résistance à la corrosion de produits ou de matériaux métalliques. Il se divise en deux catégories : les tests d’exposition en milieu naturel et les tests de simulation accélérée de la corrosion cyclique.
La simulation artificielle des essais environnementaux de corrosion cyclique consiste à utiliser un certain volume d'équipement d'essai spatial - la chambre d'essai de corrosion cyclique (Figure), dans son volume d'espace avec des méthodes artificielles, aboutissant à un environnement de corrosion cyclique pour évaluer la qualité de la résistance à la corrosion cyclique du produit.
Comparée à l'environnement naturel, la concentration en chlorures de l'environnement de corrosion cyclique peut être plusieurs fois, voire des dizaines de fois supérieure à celle de l'environnement naturel. Par conséquent, la vitesse de corrosion est considérablement accrue et le temps nécessaire pour obtenir des résultats lors des tests de corrosion cyclique sur un produit est lui aussi fortement réduit. Ainsi, alors qu'un échantillon de produit exposé en milieu naturel peut mettre jusqu'à un an à se corroder, des résultats similaires peuvent être obtenus en seulement 24 heures dans des conditions de corrosion cyclique simulées.
La corrosion cyclique simulée en laboratoire peut être divisée en quatre catégories
(1)Essai de corrosion cyclique neutre (essai NSS)Il s'agit d'une méthode d'essai de corrosion accélérée, la plus ancienne et la plus répandue actuellement. Elle utilise une solution saline de chlorure de sodium à 5 %, dont le pH est ajusté entre 6,5 et 7,2 pour la pulvérisation. La température d'essai est de 35 °C et le taux de dépôt, pour les exigences de corrosion cyclique, est de 1 à 2 ml/80 cm²/h.
(2)Test de corrosion cyclique à l'acide acétique (test ASS)Ce test est basé sur un essai de corrosion cyclique en milieu neutre. Il consiste à ajouter de l'acide acétique glacial à une solution de chlorure de sodium à 5 %, ce qui abaisse le pH de la solution à environ 3. La solution devient alors acide et le comportement final de la corrosion cyclique passe d'une corrosion cyclique en milieu neutre à une corrosion cyclique en milieu acide. Sa vitesse de corrosion est environ trois fois supérieure à celle du test NSS.
(3)Test de corrosion cyclique accélérée par l'acide acétique et le sel de cuivre (test CASS)Il s'agit d'un test de corrosion cyclique rapide récemment mis au point à l'étranger. La température d'essai est de 50 °C. Une solution saline contenant une faible quantité de chlorure de cuivre induit fortement la corrosion. Son taux de corrosion est environ huit fois supérieur à celui du test NSS.
(4)Essai de corrosion cyclique alternéeIl s'agit d'un test de corrosion cyclique complet, qui combine un test de corrosion cyclique en milieu neutre avec un test d'humidité et de chaleur constants. Il est principalement utilisé pour les produits monoblocs de type cavité. Grâce à la pénétration d'un environnement humide, la corrosion cyclique se développe non seulement en surface, mais aussi à l'intérieur du produit. Ce test consiste à soumettre alternativement le produit à ces deux conditions environnementales de corrosion cyclique et de chaleur humide, afin d'évaluer ses propriétés électriques et mécaniques et de déterminer si elles ont subi des modifications.
Les résultats des essais de corrosion cyclique sont généralement présentés sous forme qualitative plutôt que quantitative. Il existe quatre méthodes d'évaluation spécifiques.
①méthode d'évaluationLe rapport entre la surface de corrosion et la surface totale, exprimé en pourcentage selon une méthode de division en plusieurs niveaux, est déterminé par une méthode de jugement qualifiée applicable à des échantillons plats.
②méthode de jugement pondéréCette méthode consiste à peser l'échantillon avant et après le test de corrosion, à calculer la perte de poids due à la corrosion afin d'évaluer la qualité de la résistance à la corrosion de l'échantillon ; elle est particulièrement adaptée à l'évaluation de la qualité de la résistance à la corrosion des métaux.
③méthode de détermination de l'aspect corrosifIl s'agit d'une méthode de détermination qualitative, un test de corrosion cyclique, qui permet de déterminer si le produit produit un phénomène de corrosion sur l'échantillon ; les normes de produits générales sont généralement utilisées dans cette méthode.
④méthode d'analyse statistique des données de corrosionElle permet de concevoir des essais de corrosion, d'analyser les données de corrosion et de déterminer le niveau de confiance de la méthode, principalement utilisée pour l'analyse statistique de la corrosion, plutôt que pour un jugement spécifique sur la qualité d'un produit.
Essais de corrosion cyclique de l'acier inoxydable
L'essai de corrosion cyclique, inventé au début du XXe siècle, est l'essai de corrosion le plus ancien. Plébiscité pour les matériaux à haute résistance à la corrosion, il est devenu un essai universel. Ses principaux atouts sont les suivants : gain de temps ; faible coût ; possibilité de tester une grande variété de matériaux ; résultats simples et clairs, facilitant le règlement des litiges commerciaux.
En pratique, le test de corrosion cyclique de l'acier inoxydable est le plus connu : combien d'heures ce matériau peut-il supporter ? Les professionnels du secteur connaissent bien cette question.
Les fournisseurs de matériaux utilisent généralementpassivationtraitement ouaméliorer le degré de polissage de surfaceetc., afin d'améliorer la durée du test de corrosion cyclique de l'acier inoxydable. Cependant, le facteur déterminant le plus important reste la composition même de l'acier inoxydable, c'est-à-dire sa teneur en chrome, molybdène et nickel.
Plus la teneur en chrome et en molybdène est élevée, plus la résistance à la corrosion nécessaire pour empêcher l'apparition de la corrosion par piqûres et de la corrosion caverneuse est importante. Cette résistance à la corrosion est exprimée en termes de…Équivalent de résistance à la piqûre(PRE) valeur : PRE = %Cr + 3,3 x %Mo.
Bien que le nickel n'augmente pas la résistance de l'acier à la corrosion par piqûres et à la corrosion caverneuse, il peut ralentir efficacement la vitesse de corrosion une fois le processus amorcé. Les aciers inoxydables austénitiques contenant du nickel présentent donc généralement de bien meilleures performances lors des essais de corrosion cyclique et se corrodent beaucoup moins que les aciers inoxydables ferritiques à faible teneur en nickel présentant une résistance équivalente à la corrosion par piqûres.
Anecdote : Pour l'acier inoxydable 304 standard, la corrosion cyclique neutre se situe généralement entre 48 et 72 heures ; pour l'acier inoxydable 316 standard, la corrosion cyclique neutre se situe généralement entre 72 et 120 heures.
Il convient de noter queleCorrosion cycliqueCe test présente des inconvénients majeurs lorsqu'il s'agit de tester les propriétés de l'acier inoxydable.La teneur en chlorures du test de corrosion cyclique est extrêmement élevée, dépassant largement celle de l'environnement réel ; par conséquent, même l'acier inoxydable capable de résister à la corrosion dans un environnement d'application réel avec une très faible teneur en chlorures sera corrodé lors du test de corrosion cyclique.
Le test de corrosion cyclique modifie le comportement à la corrosion de l'acier inoxydable ; il ne peut être considéré ni comme un test accéléré ni comme une simulation. Les résultats sont partiels et ne reflètent pas les performances réelles de l'acier inoxydable en service.
On peut donc utiliser le test de corrosion cyclique pour comparer la résistance à la corrosion de différents types d'acier inoxydable, mais ce test ne permet que d'évaluer le matériau. Lors du choix d'un acier inoxydable en particulier, le test de corrosion cyclique seul ne fournit généralement pas suffisamment d'informations, car on ne comprend pas suffisamment le lien entre les conditions du test et l'environnement d'utilisation réel.
Pour la même raison, il n'est pas possible d'estimer la durée de vie d'un produit en se basant uniquement sur le test de corrosion cyclique d'un échantillon d'acier inoxydable.
De plus, il n'est pas possible de faire des comparaisons entre différents types d'acier ; par exemple, on ne peut pas comparer l'acier inoxydable à l'acier au carbone revêtu, car les mécanismes de corrosion des deux matériaux utilisés dans le test sont très différents, et la corrélation entre les résultats du test et l'environnement réel dans lequel le produit sera finalement utilisé n'est pas la même.
Date de publication : 6 novembre 2023