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 les environnements atmosphériques, qui contiennent des composants et des facteurs corrosifs tels que l'oxygène, l'humidité, les variations de température et les polluants.
La corrosion cyclique est une corrosion atmosphérique courante et très destructrice. Elle se produit à la surface des métaux, due à la pénétration des ions chlorure présents dans la couche oxydée et protectrice de la surface métallique, ainsi qu'à la réaction électrochimique interne du métal. Parallèlement, les ions chlore possèdent une certaine énergie d'hydratation, s'adsorbent facilement dans les pores de la surface métallique, comblent les fissures et remplacent l'oxygène de la couche d'oxyde, transformant les oxydes insolubles en chlorures solubles, transformant ainsi la surface en une surface active.
L'essai de corrosion cyclique est un essai environnemental utilisant principalement des équipements pour simuler artificiellement les conditions environnementales de corrosion cyclique afin d'évaluer la résistance à la corrosion des produits ou des matériaux métalliques. Il se divise en deux catégories : l'une pour l'essai d'exposition en milieu naturel, l'autre pour la simulation artificielle accélérée de l'environnement de corrosion cyclique.
La simulation artificielle des tests environnementaux de corrosion cyclique consiste à utiliser un certain volume d'équipement de test spatial - chambre d'essai de corrosion cyclique (figure), dans son volume d'espace avec des méthodes artificielles, ce qui donne lieu 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 sels de chlorure dans un environnement de corrosion cyclique peut être plusieurs fois supérieure, voire des dizaines de fois supérieure, à celle de l'environnement naturel. La vitesse de corrosion est donc considérablement accrue. Le temps d'obtention des résultats des essais de corrosion cyclique sur un produit est également considérablement réduit. Par exemple, dans un environnement naturel, la corrosion d'un échantillon de produit peut prendre un an, tandis que dans une simulation artificielle de conditions environnementales de corrosion cyclique, des résultats similaires peuvent être obtenus en 24 heures.
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 aujourd'hui. Elle utilise une solution saline de chlorure de sodium à 5 %, dont le pH est ajusté dans la plage neutre (6,5 à 7,2) comme solution à pulvériser. La température d'essai est de 35 °C, et le taux de tassement requis pour la corrosion cyclique est de 1 à 2 ml/80 cm³/h.
(2)Essai de corrosion cyclique à l'acide acétique (essai ASS)Ce test est basé sur un essai de corrosion cyclique neutre. Il consiste à ajouter de l'acide acétique glacial à une solution de chlorure de sodium à 5 % pour réduire le pH de la solution à environ 3, l'acidifier et provoquer la formation de corrosion cyclique. Sa vitesse de corrosion est environ trois fois supérieure à celle du test NSS.
(3)Essai de corrosion cyclique accélérée à l'acide acétique au sel de cuivre (test CASS)Il s'agit d'un essai de corrosion cyclique rapide à l'étranger récemment développé. La température d'essai est de 50 °C, la solution saline contenant une faible quantité de chlorure de cuivre et de sel de cuivre induit une forte corrosion. Son taux de corrosion est environ huit fois supérieur à celui de l'essai NSS.
(4)Essai de corrosion cyclique alternéeIl s'agit d'un essai complet de corrosion cyclique, combinant un essai de corrosion cyclique neutre et un essai à humidité et chaleur constantes. Il est principalement utilisé pour les produits complets de type cavité, par pénétration dans un environnement humide, de sorte que la corrosion cyclique se produit non seulement en surface, mais aussi à l'intérieur du produit. Il consiste à soumettre le produit à une alternance de corrosion cyclique et de chaleur humide, afin d'évaluer les propriétés électriques et mécaniques du produit complet, avec ou sans modifications.
Les résultats des essais de corrosion cyclique sont généralement présentés sous une forme qualitative plutôt que quantitative. Il existe quatre méthodes d'évaluation spécifiques.
1méthode de jugement de notationest la zone de corrosion et la zone totale du rapport du pourcentage selon une certaine méthode de division en plusieurs niveaux, à un certain niveau comme base de jugement qualifié, il convient aux échantillons plats pour l'évaluation.
②méthode de jugement pondéréest à travers le poids de l'échantillon avant et après la méthode de pesée du test de corrosion, calculer le poids de la perte de corrosion pour juger de la qualité de la résistance à la corrosion de l'échantillon, il est particulièrement adapté à une évaluation de la qualité de la résistance à la corrosion des métaux.
③méthode de détermination de l'aspect corrosifest une méthode de détermination qualitative, c'est un test de corrosion cyclique, si le produit produit un phénomène de corrosion pour déterminer l'échantillon, les normes générales de produits sont principalement utilisées dans cette méthode.
④méthode d'analyse statistique des données de corrosionfournit la conception de tests de corrosion, l'analyse des données de corrosion, les données de corrosion pour déterminer le niveau de confiance de la méthode, qui est principalement utilisée pour analyser la corrosion statistique, plutôt que spécifiquement pour un jugement de qualité de produit spécifique.
Essais de corrosion cyclique de l'acier inoxydable
Inventé au début du XXe siècle, l'essai de corrosion cyclique est le plus ancien. Il est apprécié des utilisateurs de matériaux hautement résistants à la corrosion et est devenu un essai universel. Ses principales raisons sont les suivantes : 1. Gain de temps ; 2. Faible coût ; 3. Possibilité de tester une grande variété de matériaux ; 4. Résultats simples et clairs, favorables au règlement des litiges commerciaux.
En pratique, l'essai de corrosion cyclique de l'acier inoxydable est le plus connu. Combien d'heures ce matériau peut-il résister à cet essai ? Les praticiens connaissent sûrement cette question.
Les fournisseurs de matériel utilisent généralementpassivationtraitement ouaméliorer le degré de polissage de surface, etc., pour améliorer la durée de l'essai de corrosion cyclique de l'acier inoxydable. Cependant, le facteur déterminant le plus important est la composition de l'acier inoxydable lui-même, 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 résister à la corrosion par piqûres et à la corrosion caverneuse qui commence à apparaître est élevée. Cette résistance à la corrosion est exprimée en termes de résistance à la corrosion diteÉquivalent de résistance aux piqûresValeur (PRE) : PRE = %Cr + 3,3 x %Mo.
Bien que le nickel n'augmente pas la résistance de l'acier à la corrosion par piqûres et caverneuse, il peut ralentir efficacement la vitesse de corrosion une fois le processus amorcé. Les aciers inoxydables austénitiques contenant du nickel ont donc tendance à mieux performer aux essais de corrosion cyclique et à se corroder beaucoup moins sévèrement que les aciers inoxydables ferritiques à faible teneur en nickel présentant une résistance similaire à la corrosion par piqûres.
Anecdote : Pour la norme 304, la corrosion cyclique neutre est généralement comprise entre 48 et 72 heures ; pour la norme 316, la corrosion cyclique neutre est généralement comprise entre 72 et 120 heures.
Il convient de noter queleCorrosion cycliqueCe test présente des inconvénients majeurs lors de l’évaluation des propriétés de l’acier inoxydable.La teneur en chlorure de la corrosion cyclique dans le test de corrosion cyclique est extrêmement élevée, dépassant de loin l'environnement réel, de sorte que l'acier inoxydable qui peut résister à la corrosion dans l'environnement d'application réel avec une très faible teneur en chlorure sera également corrodé dans le test de corrosion cyclique.
L'essai de corrosion cyclique modifie le comportement à la corrosion de l'acier inoxydable. Il ne peut être considéré ni comme un essai accéléré ni comme une simulation. Les résultats sont unilatéraux et n'ont aucun lien avec les performances réelles de l'acier inoxydable mis en service.
L'essai de corrosion cyclique permet de comparer la résistance à la corrosion de différents types d'acier inoxydable, mais il ne permet que d'évaluer le matériau. Lors de la sélection d'aciers inoxydables spécifiques, l'essai de corrosion cyclique seul ne fournit généralement pas d'informations suffisantes, car nous ne comprenons pas suffisamment le lien entre les conditions d'essai et l'environnement d'application 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, nous ne pouvons pas comparer l'acier inoxydable avec 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 finira par être utilisé n'est pas la même.
Date de publication : 6 novembre 2023