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Les risques de corrosion des aciers en milieu marin
Nadège DUCOMMUN
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2 SOMMAIRE
1
2
3
4
5
Définitions
Cas concret
Moyens de protection
Aciers inoxydables
Aciers non alliés
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3 SOMMAIRE
1
2
3
4
5
Définitions
Cas concret
Moyens de protection
Aciers inoxydables
Aciers non alliés
![Page 4: Les risques de corrosion des aciers en milieu marin · Caractéristiques du milieu Teneur en O 2 pH Vitesse de circulation Faible influence Forte influence . 15 Corrosion atmosphérique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050518/5fa2672571963e511653c306/html5/thumbnails/4.jpg)
4 DEFINITIONS
A l’état naturel deux formes distinctes
Forme principale: état oxydé dans les
minerais ( bauxite pour l’aluminium,
hématite pour le fer)
Rares exceptions: état natif ( platine,
or, palladium, argent…)
Corrosion = retour à l’état d’oxyde naturel
Corrosion = oxydo-réduction
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5 DEFINITIONS
CORROSION ATMOSPHERIQUE
Classification de la corrosivité
NF EN ISO 9223: C3, C4, C5 ; CX
Immersion
Atmosphérique
Boues
Marnage
Eclaboussures
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6 DEFINITIONS
CORROSION ATMOSPHERIQUE
Classification de la corrosivité
NF EN ISO 9223: C3, C4, C5 ; CX
Immersion
Atmosphérique
Boues
Marnage
Eclaboussures
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7 DEFINITIONS
CORROSION ATMOSPHERIQUE
Classification de la corrosivité
NF EN ISO 9223: C3, C4, C5 ; CX
CORROSION PAR IMMERSION
NF EN ISO 12944-2: Im2
Composition complexe:
Sels minéraux dissous
Matière organique, vivante ou en décomposition
Gaz dissous, parmi lesquels 5 à 6 ppm d ’oxygène
Immersion
Atmosphérique
Boues
Marnage
Eclaboussures
Forte corrosivité
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8 SOMMAIRE
1
2
3
4
5
Définitions
Cas concret
Moyens de protection
Aciers inoxydables
Aciers non alliés
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9 CAS DES ACIERS NON ALLIÉS
H2 2H+ + 2e-
2 H2O O2 + 4 H+ + 4 e-
0 7 14
E (V/ENH)
0
1,23
Domaine de stabilité de l’eau
pH
Diagramme de Pourbaix
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10 CAS DES ACIERS NON ALLIÉS
Diagramme de Pourbaix
E (V/ENH)
0
pH
0 7 14
1,2 Fe(OH)3
Fe(OH)2
HFeO2 -
Fe
Fe2+
Fe3+ Domaine de stabilité
thermodynamique des
produits résultant des
interactions métal eau
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11 CAS DES ACIERS NON ALLIÉS
IMMUNITE
Le métal et le milieu sont dans un état de stabilité thermodynamique: Pas de réactivité
PASSIVITE
Aucun état de stabilité: Métal recouvert d’un film protecteur
La passivité peu dégénérer en corrosion localisée
ACTIVITE
Métal pas stable, pas recouvert par un film protecteur
Il réagit avec le milieu : il se corrode
La corrosion est souvent généralisée.
Indication sur la possibilité ou non de corrosion mais pas d’informations sur la
vitesse de corrosion.
Diagramme de Pourbaix
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12
Milieu corrosif
Matériau Matériau
e
Perte uniforme d’épaisseur
Facilement contrôlable
Durée de vie accessible
CAS DES ACIERS NON ALLIÉS:
CORROSION UNIFORME
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13 CAS DES ACIERS
Quelques chiffres
Vitesse de corrosion en immersion
100 à 500 µm/an
Vitesse de corrosion atmosphérique
C3 25 à 50 µm/an
C4 50 à 80 µm/an
C5 80 à 200 µm/an
![Page 14: Les risques de corrosion des aciers en milieu marin · Caractéristiques du milieu Teneur en O 2 pH Vitesse de circulation Faible influence Forte influence . 15 Corrosion atmosphérique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050518/5fa2672571963e511653c306/html5/thumbnails/14.jpg)
14 CAS DES ACIERS NON ALLIÉS
Facteurs d’influences
Composition
Etats de surfaces
Caractéristiques du milieu
Teneur en O2
pH
Vitesse de circulation
Faible influence
Forte influence
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15
Corrosion atmosphérique
Fer pur ARMCO (> 99 % Fe et très bas carbone < 0,005)
CAS DES ACIERS NON ALLIE
EXEMPLE
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16
Corrosion atmosphérique
Fer pur ARMCO (> 99 % Fe et très bas carbone < 0,005)
CAS DES ACIERS NON ALLIE
EXEMPLE
![Page 17: Les risques de corrosion des aciers en milieu marin · Caractéristiques du milieu Teneur en O 2 pH Vitesse de circulation Faible influence Forte influence . 15 Corrosion atmosphérique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050518/5fa2672571963e511653c306/html5/thumbnails/17.jpg)
17 SOMMAIRE
1
2
3
4
5
Définitions
Cas concret
Moyens de protection
Aciers inoxydables
Aciers non alliés
![Page 18: Les risques de corrosion des aciers en milieu marin · Caractéristiques du milieu Teneur en O 2 pH Vitesse de circulation Faible influence Forte influence . 15 Corrosion atmosphérique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050518/5fa2672571963e511653c306/html5/thumbnails/18.jpg)
18 CAS DES ACIERS INOXYDABLES
Couche d’oxyde très mince (1/1000 micron)
Protection anticorrosion du matériau
Défauts dans la couche Corrosion
Passivation
![Page 19: Les risques de corrosion des aciers en milieu marin · Caractéristiques du milieu Teneur en O 2 pH Vitesse de circulation Faible influence Forte influence . 15 Corrosion atmosphérique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050518/5fa2672571963e511653c306/html5/thumbnails/19.jpg)
19 CAS DES ACIERS INOXYDABLES
Électrolyte
Rupture locale de passivation
Variation du potentiel de surface
Potentiel de piqûre
ROLE DES ELEMENTS D’ALLIAGE
CORROSION PAR PIQÛRES
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20
Potentiels de piqûres.
Températures critique de piqûres.
PREN (Index de tenue à la corrosion par piqûres).
PREN = Cr % + 3,3 Mo % + 16 N %
PREN > 40 en eau de mer
Teneurs limites en polluants.
ACIERS INOXYDABLES BASES NICKEL
Martensitiques; Ferritiques; Austénitiques; Austéno-ferritiques
CAS DES ACIERS INOXYDABLES
CORROSION PAR PIQÛRES
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21 CAS DES ACIERS INOXYDABLES
CORROSION PAR PIQÛRES
![Page 22: Les risques de corrosion des aciers en milieu marin · Caractéristiques du milieu Teneur en O 2 pH Vitesse de circulation Faible influence Forte influence . 15 Corrosion atmosphérique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050518/5fa2672571963e511653c306/html5/thumbnails/22.jpg)
22 CAS DES ACIERS INOXYDABLES
CORROSION PAR PIQÛRES
Incrustation de particules de fer:
Destruction locale de la couche passive = Corrosion par piqûres
Facteurs d’influence: Pollution lubrifiant
Utilisation d’outils non dédiés aux aciers inoxydables
Utilisation d’outils en acier non alliés
Projection de particules lors de meulage
…
Prévention Réalisation d’une décontamination ou passivation (ASTM A 380)
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23 CAS DES ACIERS INOXYDABLES
CORROSION PAR PIQÛRES- EXEMPLE
17 4 PH
Atmosphère
marine
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24 CAS DES ACIERS INOXYDABLES
CORROSION PAR PIQÛRES - EXEMPLE
Boisseau en 316L
Circuit eau de mer
Corrosion par
piqûres Corrosion
caverneuse
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25 CAS DES ACIERS INOXYDABLES
CORROSION PAR PIQÛRES
Coloration de la Zone Affectée Thermiquement:
Présence d’oxydes non/peu protecteur = Corrosion par piqûres
Facteurs d’influence: Soudure en présence d’O2
Traitement Thermique en présence d’O2
Prévention Réalisation d’un décapage (ASTM A 380)
![Page 26: Les risques de corrosion des aciers en milieu marin · Caractéristiques du milieu Teneur en O 2 pH Vitesse de circulation Faible influence Forte influence . 15 Corrosion atmosphérique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050518/5fa2672571963e511653c306/html5/thumbnails/26.jpg)
26 CAS DES ACIERS INOXYDABLES
CORROSION CAVERNEUSE
Matériaux
métalliques
Matériaux
métalliques ou
autre
ELECTROLYTE
![Page 27: Les risques de corrosion des aciers en milieu marin · Caractéristiques du milieu Teneur en O 2 pH Vitesse de circulation Faible influence Forte influence . 15 Corrosion atmosphérique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050518/5fa2672571963e511653c306/html5/thumbnails/27.jpg)
27 CAS DES ACIERS INOXYDABLES
PREN (Index de tenue à la corrosion par piqûres).
PREN = Cr % + 3,3 Mo % + 16 N %
PREN > 45 en eau de mer
pH de dépassivation
Température critique de corrosion caverneuse
Teneurs limites en polluants.
ACIERS INOXYDABLES BASES NICKEL
Martensitiques; Ferritiques; Austénitiques; Austéno-ferritiques
CORROSION CAVERNEUSE
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28 CAS DES ACIERS INOXYDABLES
CORROSION CAVERNEUSE
Nuance d’acier inoxydable
exposition en eau de mer stagnante (T°<60°C)
304L piqûres et cavernes après quelques
semaines
316L, 317,321 résistent 1 ou 2 mois de plus que 304L
URANUS 52 N excellent comportement mais corrosion caverneuse possible
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29 CAS DES ACIERS INOXYDABLES
CORROSION CAVERNEUSE
Importance de la qualité de réalisation des soudures
Utilisation d’un gaz inerte face envers (N2, Ar)
Absence de rochage responsable de corrosion caverneuse
Maitrise des règles de l’art
Absence de manque de pénétration responsable de corrosion
caverneuse
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30 CAS DES ACIERS INOXYDABLES
CORROSION CAVERNEUSE - EXEMPLE
Tuyauterie en 316L
Eau d’infiltration
Corrosion
caverneuse sous
dépôts
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31 CAS DES ACIERS INOXYDABLES
CORROSION CAVERNEUSE - EXEMPLE
Pompe eau de mer
14-4 PH et 316L
Corrosion
caverneuse
CONCEPTION
![Page 32: Les risques de corrosion des aciers en milieu marin · Caractéristiques du milieu Teneur en O 2 pH Vitesse de circulation Faible influence Forte influence . 15 Corrosion atmosphérique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050518/5fa2672571963e511653c306/html5/thumbnails/32.jpg)
32 CAS DES ACIERS INOXYDABLES
CORROSION SOUS CONTRAINTES
F F
MILIEU CORROSIF
+
CONTRAINTES DE TRACTION
Aciers inoxydables austénitiques très sensibles si T > 60°C et présence de Cl-
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33 CAS DES ACIERS INOXYDABLES
CORROSION SOUS CONTRAINTES
Cuve de stockage
Soudure
Température >60°C
![Page 34: Les risques de corrosion des aciers en milieu marin · Caractéristiques du milieu Teneur en O 2 pH Vitesse de circulation Faible influence Forte influence . 15 Corrosion atmosphérique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050518/5fa2672571963e511653c306/html5/thumbnails/34.jpg)
34 CAS DES ACIERS INOXYDABLES
CORROSION SOUS CONTRAINTES
Crochets d’ardoise
en bord de mer
Corrosion sous
contraintes
204Cu
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35 SOMMAIRE
1
2
3
4
5
Définitions
Cas concret
Moyens de protection
Aciers inoxydables
Aciers non alliés
![Page 36: Les risques de corrosion des aciers en milieu marin · Caractéristiques du milieu Teneur en O 2 pH Vitesse de circulation Faible influence Forte influence . 15 Corrosion atmosphérique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050518/5fa2672571963e511653c306/html5/thumbnails/36.jpg)
36 MOYENS DE PROTECTION
D = durée de vie
Vc = vitesse de corrosion
Essais en laboratoire
Essais sur site
Tables de corrosion
Spécification / normes
ACIERS NON ALLIES: SUREPAISSEURS
E
u = E
f + E c
E
c = V
c x D x 1,5
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37
Revêtements métalliques
Nobles
Sacrificiels
Céramiques
Peinture
Ni chimique sur acier
Galvanisation sur acier
Durée de vie : fonction de l’épaisseur
MOYENS DE PROTECTION
ACIERS NON ALLIES: TRAITEMENTS DE SURFACE
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38 MOYENS DE PROTECTION
ACIERS NON ALLIES ET INOX: PROTECTION CATHODIQUE
En immersion (eau de mer, eau, béton, sol, solutions chimiques)
Par anodes galvaniques
Par courant imposé
Importance du dimensionnement
Simulation numérique (PROCOR)
ASSOCIATION PEINTURE & PROTECTION CATHODIQUE
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39 MOYENS DE PROTECTION
ACIERS INOXYDABLES
Choix des matériaux
Qualité de la couche passive
Etat de surface
Entretien
PREN = Cr % + 3,3 Mo %
+ 16 N %
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40 MOYENS DE PROTECTION
ACIERS INOXYDABLES
Choix des matériaux
Qualité de la couche passive
Etat de surface
Entretien
Cas des soudures
![Page 41: Les risques de corrosion des aciers en milieu marin · Caractéristiques du milieu Teneur en O 2 pH Vitesse de circulation Faible influence Forte influence . 15 Corrosion atmosphérique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050518/5fa2672571963e511653c306/html5/thumbnails/41.jpg)
41 MOYENS DE PROTECTION
ACIERS INOXYDABLES
Choix des matériaux
Qualité de la couche passive
Etat de surface
Entretien
Soigner: la rugosité
Eviter la pollution
![Page 42: Les risques de corrosion des aciers en milieu marin · Caractéristiques du milieu Teneur en O 2 pH Vitesse de circulation Faible influence Forte influence . 15 Corrosion atmosphérique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050518/5fa2672571963e511653c306/html5/thumbnails/42.jpg)
42 MOYENS DE PROTECTION
ACIERS INOXYDABLES
Choix des matériaux
Qualité de la couche passive
Etat de surface
Entretien Lavage régulier des surfaces
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43 SOMMAIRE
1
2
3
4
5
Définitions
Cas concret
Moyens de protection
Aciers inoxydables
Aciers non alliés
![Page 44: Les risques de corrosion des aciers en milieu marin · Caractéristiques du milieu Teneur en O 2 pH Vitesse de circulation Faible influence Forte influence . 15 Corrosion atmosphérique](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050518/5fa2672571963e511653c306/html5/thumbnails/44.jpg)
44 CAS CONCRET
CONTEXTE
Corrosion d’un système de propulsion sur un bateau
Coque en époxy
Arbres en inox 17-4 PH
Hélices en bronze
Protégés par un antifouling et une PC zinc
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45 CAS CONCRET
ANALYSES MORPHOLOGIQUES
Corrosion de l’arbre sous l’hélice, sous les bagues hydrolubles et dans le tube d’étambot Corrosion caverneuse et corrosion par piqûres
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46 CAS CONCRET CAS CONCRET
MESURE DE POTENTIELS Etat électrique de la vedette Potentiel (mV/Ag/AgCl/eau de mer)Bâbord Potentiel (mV/Ag/AgCl/eau de mer)Tribord
Coupure complète -780 -810 Alimentation directe batterie démarrage +
incendie -780 -800 Coupe batterie démarrage
bâbord -790 -810 Coupe batterie démarrage
tribord -780 -800
Contact moteur bâbord -780 -800
Contact moteur tribord -780 -800
Démarrage moteur bâbord -780 -800
Démarrage moteur tribord -780 -800
Deux moteurs -780 -815 Batterie démarrage +
batterie servitude -780 -800
Batterie démarrage + batterie servitude+ radio -780 -800
Démarrage complet bâbord -795 -800
Démarrage complet tribord -795 -800
A quai -840 -840
Absence de courants de fuite
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47 CAS CONCRET
Corrosion sur arbre:
Protection cathodique insuffisante?
Apparition du phénomène pendant le laps de temps où il n’y avait plus
d’anodes?
Surconsommation des anodes:
Mauvais dimensionnement des anodes notamment en début de vie?
Demande en courant plus forte due à des désordres?
HYPOTHESES
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48 CAS CONCRET
Zone d’implantation des
embases en très mauvais état
Surface métal nu non prévue dans le dimensionnement = Demande en courant
plus importante
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49 CONCLUSION
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