Comment prévenir la corrosion des pièces métalliques

Dans certaines conditions, même les pièces métalliques les plus résistantes peuvent souffrir de corrosion, qui se produit lorsque le métal réagit avec l'environnement environnant. Tout métal peut subir un certain degré de corrosion, bien que certains métaux réagissent dans un environnement différent des autres.

Aucun métal n'est complètement à l'abri de la menace de corrosion. Mais surtout, la corrosion peut généralement être évitée ou minimisée en suivant certaines étapes. Ces étapes impliquent une bonne conception du produit, la sélection des matériaux et l'application d'un traitement de surface.

Cet article traite de plusieurs méthodes pour réduire la corrosion des pièces métalliques fabriquées par la technologie d'usinage CNC.

Qu'est-ce que la corrosion ?

La corrosion se produit lorsque les métaux réagissent avec les oxydants dans leur environnement. Cette réaction chimique entraîne la dégradation du métal au fil du temps, ce qui altère son apparence et compromet son intégrité structurelle.

La corrosion est la détérioration des matériaux causée par les interactions environnementales. Il s'agit d'un phénomène naturel qui nécessite trois conditions :l'humidité, la surface métallique et un oxydant appelé accepteur d'électrons. Le processus de corrosion transforme la surface métallique réactive en une forme plus stable, à savoir son oxyde, hydroxyde ou sulfure.

Chaque métal a des propriétés électrochimiques différentes. Ces caractéristiques déterminent le type de pièces sensibles à la corrosion. Par exemple, les outils en fer qui ont été exposés à un environnement humide pendant une longue période sont sujets à la rouille, tandis que les toits en cuivre peuvent rouiller sous l'influence des intempéries. Bien que certains métaux soient plus résistants à la corrosion que d'autres (selon l'environnement), tous les métaux ne sont pas à l'abri de tous les effets de la corrosion.

Mauvais E effets de corrosion

La corrosion peut avoir divers effets négatifs sur les métaux. Lorsque les structures métalliques sont corrodées, elles deviennent dangereuses, ce qui peut provoquer des accidents, tels que l'effondrement. Même une corrosion mineure nécessite une réparation et un entretien. En fait, le coût direct annuel mondial de la corrosion des métaux est d'environ 2 200 milliards de dollars !

Bien que tous les métaux se corrodent, on estime que l'utilisation de méthodes de protection appropriées peut empêcher 25 à 30 % de la corrosion.

La corrosion est un processus naturel dans lequel les conditions environnementales transforment le métal affiné en sa forme oxyde, hydroxyde ou sulfure.

Comment prévenir la corrosion des pièces métalliques

Des mesures peuvent être prises pour empêcher la corrosion des pièces métalliques. La plupart de ces étapes sont effectuées avant et pendant le processus de fabrication, mais une fois qu'elles sont utilisées, la corrosion des pièces peut également être réduite.

Suivre ces étapes ne garantit pas la durée de vie illimitée de la pièce, mais cela réduira dans une certaine mesure le potentiel de corrosion, tout en aidant à maintenir la fonction et l'apparence normales de la pièce métallique.

Vous pouvez prévenir la corrosion en choisissant la bonne méthode :

• Type de métal
• Revêtement protecteur
• Conception raisonnable
• Contrôle environnemental
• Revêtement sacrificiel

Type de métal

Un moyen simple de prévenir la corrosion consiste à utiliser des métaux résistants à la corrosion, tels que l'aluminium ou l'acier inoxydable. Selon l'application, ces métaux peuvent être utilisés pour réduire le besoin d'une protection supplémentaire contre la corrosion.

Acier inoxydable :Le fer en acier inoxydable s'oxydera et rouillera. Cependant, l'acier à haute teneur en chrome (par exemple, l'acier inoxydable 316) n'est pas facile à rouiller car le chrome forme une couche protectrice d'oxyde de chrome à la surface de la pièce.

Aluminium :L'aluminium ne contient pas de fer, il ne rouille donc pas. Une couche protectrice d'oxyde d'aluminium se forme à la surface de la pièce lorsqu'elle rencontre de l'humidité pour éviter la corrosion.

Cuivre, bronze et laiton :Les métaux rouges tels que le cuivre, le bronze et le laiton contiennent peu ou pas de fer et ne rouillent pas. Le cuivre oxydé présente une patine verte. Bien que cela ne soit pas esthétiquement idéal, cela peut protéger les composants en cuivre de la corrosion.

Revêtement de protection

Le revêtement peut agir comme une barrière physique entre la pièce métallique et les éléments oxydants de l'environnement, fournissant ainsi une couche de protection contre la corrosion. À moins que le revêtement lui-même ne soit usé, l'air, l'humidité et d'autres substances corrosives ne peuvent pas entrer directement en contact avec le métal. Après un certain temps, la peinture peut être réappliquée pour maintenir l'état de la pièce.

Une méthode courante est la galvanisation, où le fabricant applique une fine couche de zinc sur la pièce. Pour certains métaux, il peut être préférable d'ajouter un chromage dur (prix modéré, bonne résistance à la corrosion) ou un chromage noir (plus cher, avec une excellente résistance à la corrosion).

Les peintures et/ou les apprêts sont une méthode directe et peu coûteuse de prévention de la corrosion, et peuvent encore être nécessaires pour des raisons esthétiques. Le revêtement de peinture peut agir comme une couche barrière pour empêcher le transfert de charges électrochimiques de la solution corrosive au métal sous-jacent.

Une autre possibilité consiste à appliquer de la peinture en poudre. Au cours de ce processus, une poudre sèche est appliquée sur la surface métallique propre. Le métal est ensuite chauffé pour fusionner la poudre en un film lisse et ininterrompu. De nombreuses compositions de poudre différentes peuvent être utilisées, notamment l'acrylique, le polyester, l'époxy, le nylon et l'uréthane.

Conception raisonnable

Le contrôle de la corrosion commence au stade de l'ingénierie. Si la pièce doit être utilisée dans un environnement sujet à la corrosion, les ingénieurs doivent déterminer si certaines caractéristiques de conception encourageront ou empêcheront la corrosion lors de la création d'une conception CAO. Le matériau de la pièce affectera sa résistance à la corrosion, mais la forme et la texture affecteront également la résistance à la corrosion

Le concepteur doit éliminer l'espace étroit pour empêcher l'air ou le fluide d'entrer et de stagner. Évitez les fonctions susceptibles d'accumuler de l'humidité ou de l'air. Les pièces ne doivent pas contenir de fissures profondes qui peuvent accumuler de l'humidité et, si possible, favoriser la circulation de l'air. Si les pièces doivent absolument contenir des lacunes, des tunnels ou d'autres points faibles, assurez-vous que le métal peut être entretenu régulièrement.

Contrôle environnemental

Les étapes de post-fabrication peuvent être plus difficiles à mettre en œuvre que les étapes de pré-fabrication, mais une fois la pièce utilisée, il est toujours possible de réduire la corrosion.

La corrosion est causée par une réaction chimique entre le métal et le gaz du milieu environnant. En prenant des mesures pour contrôler l'environnement, ces effets indésirables peuvent être minimisés. Il peut contrôler la teneur en oxygène ou en chlore dans le milieu environnant. Par exemple, vous pouvez également empêcher les pièces d'entrer en contact avec une humidité excessive en ajustant la position des pièces ou en introduisant des obstacles.

Revêtement sacrificiel

Une autre façon de rendre les pièces résistantes à la corrosion consiste à appliquer un revêtement sacrificiel sur le métal au lieu d'un revêtement protecteur.

Le but du revêtement sacrificiel n'est pas d'empêcher complètement la corrosion, mais de faire corroder le revêtement, et non le matériau sous-jacent de la pièce. Par conséquent, le revêtement est appelé un matériau "sacrificiel". Il existe deux technologies principales pour réaliser des revêtements sacrificiels :la protection cathodique et la protection anodique.

Protection cathodique

L'exemple le plus courant de protection cathodique est le revêtement d'acier allié au fer avec du zinc, un processus appelé galvanisation. Le zinc est plus actif que l'acier et s'oxyde lorsqu'il commence à se corroder, inhibant ainsi la corrosion de l'acier. Cette méthode est appelée protection cathodique car elle fonctionne en transformant de l'acier en cathode d'une cellule électrochimique. La protection cathodique est utilisée pour le transport de conduites d'eau ou de carburant en acier, de réservoirs de chauffe-eau, de coques de navires et de plates-formes pétrolières offshore.

Protection des anodes

La protection anodique consiste à revêtir l'acier ferroallié d'un métal moins actif, tel que l'étain. L'étain ne se corrode pas, donc tant qu'il y a un revêtement d'étain, l'acier peut être protégé. Cette méthode est appelée protection d'anode car elle fait de l'acier l'anode d'une cellule électrochimique.

La protection anodique est souvent utilisée dans les réservoirs en acier au carbone pour stocker l'acide sulfurique et la soude caustique à 50 %. Dans ces environnements, en raison des exigences de courant extrêmement élevées, la protection cathodique n'est pas adaptée.