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Qu'est-ce que la Corrosion ? - Définition et prévention

Qu'est-ce que la corrosion ?

La corrosion est un processus naturel lorsqu'un métal raffiné est naturellement converti en une forme plus stable telle que son état d'oxyde, d'hydroxyde ou de sulfure, ce qui entraîne une détérioration du matériau. C'est la destruction progressive des matériaux (généralement un métal) par des réactions chimiques et/ou électrochimiques avec leur environnement.

La capacité des processus électrochimiques à décomposer les composés en éléments ou à créer de nouveaux composés peut être aussi bien destructrice que productive. La corrosion est un résultat bien trop courant des réactions électrochimiques entre les matériaux et les substances dans leur environnement.

La corrosion est un problème dangereux et extrêmement coûteux. À cause de cela, les bâtiments et les ponts peuvent s'effondrer, les oléoducs se briser, les usines chimiques fuir et les salles de bain inondées. Des contacts électriques corrodés peuvent provoquer des incendies et d'autres problèmes, des implants médicaux corrodés peuvent entraîner un empoisonnement du sang et la pollution de l'air a causé des dommages par corrosion à des œuvres d'art dans le monde entier. La corrosion menace l'élimination sûre des déchets radioactifs qui doivent être stockés dans des conteneurs pendant des dizaines de milliers d'années.

Les types de corrosion les plus courants résultent de réactions électrochimiques. La corrosion générale se produit lorsque la plupart ou la totalité des atomes d'une même surface métallique sont oxydés, endommageant toute la surface. La plupart des métaux sont facilement oxydés :ils ont tendance à perdre des électrons au profit de l'oxygène (et d'autres substances) dans l'air ou dans l'eau. Lorsque l'oxygène est réduit (gagne des électrons), il forme un oxyde avec le métal.

Lorsque la réduction et l'oxydation ont lieu sur différents types de métaux en contact les uns avec les autres, le processus est appelé corrosion galvanique. Dans la corrosion électrolytique, qui survient le plus souvent dans les équipements électroniques, de l'eau ou une autre humidité est piégée entre deux contacts électriques auxquels une tension électrique est appliquée entre eux. Le résultat est une cellule électrolytique involontaire.

Prenez une structure métallique telle que la Statue de la Liberté. Il a l'air solide et permanent. Comme presque tous les objets métalliques, cependant, il peut devenir instable car il réagit avec les substances de son environnement et se détériore.

Chimie de la corrosion

La chimie de la corrosion est complexe; il peut être considéré comme un phénomène électrochimique. Lors de la corrosion à un endroit particulier de la surface d'un objet en fer, une oxydation se produit et cet endroit se comporte comme une anode.

Les électrons libérés à ce point anodique se déplacent à travers le métal et vont à un autre point du métal et réduisent l'oxygène à ce point en présence de H+ (que l'on pense être disponible à partir de H2CO3 formé en raison de la dissolution du dioxyde de carbone de l'air dans l'eau dans l'air humide de l'atmosphère.

Les ions hydrogène dans l'eau peuvent également être disponibles en raison de la dissolution d'autres oxydes acides de l'atmosphère). Ce spot se comporte comme une cathode.

Causes de corrosion

Le métal se corrode lorsqu'il réagit avec une autre substance comme l'oxygène, l'hydrogène, un courant électrique ou même la saleté et les bactéries. La corrosion peut également se produire lorsque des métaux comme l'acier sont soumis à trop de contraintes, provoquant la fissuration du matériau.

Certaines des causes principales et courantes de corrosion sont les suivantes :

Corrosion du fer

La corrosion du fer est la destruction d'un matériau métallique qui contient l'élément fer (Fe) en raison de réactions chimiques avec l'oxygène (O2) et l'eau dans le milieu environnant, ce qui crée un oxyde de fer rouge communément appelé rouille. La rouille peut également affecter les alliages de fer tels que l'acier.

La rouille du fer peut également se produire lorsque le fer réagit avec le chlorure dans un environnement dépourvu d'oxygène, tandis que la rouille verte, qui est un autre type de corrosion, peut se former directement à partir de fer métallique ou d'hydroxyde de fer.

La corrosion du fer est généralement caractérisée par la formation de rouille due à un processus électrochimique en présence d'eau, d'oxygène et d'une solution saline électrolytique. Par conséquent, la remédiation d'une ou de toutes ces sources de réactifs peut être utilisée pour réduire le taux de corrosion dans un métal donné.

Lorsque le fer réagit avec l'eau et l'oxygène, de l'hydroxyde de fer (II) se forme. Ce dernier réagit ensuite avec l'oxygène et l'eau pour former ensuite de l'oxyde de fer (III) hydraté, largement connu sous le nom de rouille.

Types de corrosion

Il existe de nombreux types de corrosion visibles à l'œil nu :

Ce sont les types de corrosion les plus courants, expliquons le mécanisme sous-jacent de chacun.

1. CORROSION UNIFORME

La corrosion uniforme est la variante la plus courante de la corrosion. Cette corrosion se produit naturellement lorsque l'acier au carbone se détériore par une réaction chimique ou électrochimique avec le milieu environnant qui détériore toute la surface, la corrodant « uniformément ». Ce type de corrosion est le plus répandu, mais il est prévisible et peut être géré en utilisant les mesures préventives.

2. CORROSION LOCALISÉE

La corrosion localisée se présente sous de nombreuses variantes, telles que la corrosion par piqûres, la corrosion caverneuse et la corrosion filiforme.

Corrosion par piqûres

La corrosion par piqûres, également connue sous le nom de piqûres, est une autre forme localisée de corrosion qui se produit sur les surfaces métalliques. Les piqûres se manifestent généralement par des cavités ou des trous de petit diamètre à la surface de l'objet tandis que le reste de la surface métallique reste non attaché. Cette forme de corrosion est également très pénétrante et est considérée comme l'un des types de corrosion les plus dangereux car elle est difficile à prévoir et a tendance à provoquer des défaillances soudaines et extrêmes.

Les piqûres proviennent généralement des zones de la surface métallique où existent des incohérences dans le film passif protecteur. Ces incohérences peuvent être dues à des dommages au film, à une mauvaise application du revêtement ou à des dépôts étrangers sur la surface métallique.

Les zones où la passivité a été réduite ou perdue deviennent maintenant l'anode tandis que les régions environnantes agissent comme la cathode. En présence d'humidité, l'anode et la cathode forment une cellule de corrosion où l'anode (c'est-à-dire les zones non protégées par le film passif) se corrode. Parce que la corrosion est confinée à une zone localisée, les piqûres ont tendance à pénétrer l'épaisseur du matériau

Corrosion caverneuse

La corrosion caverneuse est un type hautement pénétrant de corrosion localisée qui se produit dans ou directement à côté d'espaces ou de crevasses à la surface d'un métal. Ces crevasses peuvent être le résultat d'une liaison entre deux surfaces (métal sur métal ou métal sur non métal), ou par une accumulation de dépôts (saleté, boue, biofouling, etc.).

Ce type de corrosion se caractérise par une détérioration de la zone de la crevasse alors que les zones environnantes du substrat métallique restent intactes. L'un des principaux critères de développement de la corrosion caverneuse est la présence d'eau stagnante dans la crevasse. Ce manque de mouvement des fluides entraîne l'épuisement de l'oxygène dissous et une abondance d'ions positifs dans la crevasse.

Cela conduit à une série de réactions électrochimiques qui modifient la composition du fluide et le rendent de nature acide. Le liquide acide dans la crevasse décompose la couche passive du métal et le rend vulnérable aux attaques de corrosion.

Corrosion filiforme

Cette corrosion se produit sous les surfaces qui ont été peintes ou enduites. Les défauts dans la peinture ou le revêtement permettent à l'eau de s'infiltrer, provoquant ainsi une corrosion sous la couche protectrice, ce qui affaiblit la structure.

3. CORROSION GALVANIQUE

La corrosion galvanique est le résultat d'un ensemble de conditions très spécifiques. On ne le trouve que dans des environnements où il y a des métaux électrochimiquement dissemblables en contact électrique qui sont également exposés à un électrolyte. Cette corrosion se produit lorsque le couplage galvanique se produit entre les métaux anodiques et cathodiques. L'anode se corrode plus vite en étant couplée, tandis que la cathode se détériore plus lentement.

4. FISSURATION ENVIRONNEMENTALE

Ce processus de corrosion se produit lorsque des conditions environnementales affectent négativement l'acier au carbone. Les produits chimiques, les contraintes et les températures peuvent créer des conditions qui produisent une fissuration par corrosion sous contrainte (SCC), une fatigue due à la corrosion, une fragilisation du métal liquide et une fissuration induite par l'hydrogène.

5. CORROSION ASSISTÉE PAR FLUX ET INTERGRANULAIRE

La corrosion assistée par l'écoulement se produit lorsque la couche d'oxyde protectrice est dissoute au fil du temps par l'écoulement du vent ou de l'eau. Cette corrosion expose l'oxyde à la surface du métal, exposant les couches suivantes à une corrosion supplémentaire.

La corrosion intergranulaire attaque les joints de grains du métal, souvent en raison d'impuretés métalliques. Les impuretés sont fréquemment présentes à des concentrations plus élevées près de ces joints de grains, ce qui les rend plus sensibles à ce type de corrosion.

6. CORROSION PAR FROTTEMENT

Ce type de corrosion se produit lorsque le poids, les vibrations ou l'usure répétés provoquent des piqûres et des rainures à la surface du métal. Cela se produit le plus souvent dans les pièces de machines en mouvement ou les surfaces qui subissent des vibrations lorsqu'elles sont transportées d'un endroit à l'autre.

4. CORROSION À HAUTE TEMPÉRATURE

La corrosion à haute température peut se produire par oxydation, sulfuration ou carbonisation, ou par des carburants contenant du vanadium. Les sulfates peuvent également former des composés corrosifs qui attaquent l'acier au carbone qui est normalement résistant aux températures élevées et à la corrosion.

8. CORROSION DU SOL

La corrosion du sol se produit lorsque l'acier au carbone est exposé à l'humidité et à l'oxygène du sol environnant. Les sols à forte teneur en humidité, à conductivité électrique élevée, à forte acidité et à teneur élevée en sels dissous sont les plus corrosifs.

Étant donné que l'acier au carbone représente environ 85 % de la production totale d'acier dans le monde, il devient nécessaire de connaître les éléments qui lui causent des dommages. Les efforts pour comprendre et gérer la corrosion de l'acier au carbone peuvent aider à atténuer et à atténuer les coûts élevés associés à cette préoccupation commune.

Effet de la corrosion

Certains des effets de la corrosion comprennent une détérioration importante des monuments naturels et historiques ainsi qu'un risque accru de défaillances catastrophiques des équipements. La pollution de l'air provoque la corrosion, et elle s'aggrave dans le monde entier.

Le coût mondial annuel de la corrosion métallique est estimé à plus de 2 000 milliards de dollars, mais les experts estiment que 25 à 30 % pourraient être évités avec une protection adéquate contre la corrosion. Des projets de construction mal planifiés peuvent entraîner le remplacement d'une structure corrodée, ce qui est un gaspillage de ressources naturelles et en contradiction avec les préoccupations mondiales en matière de durabilité. De plus, la corrosion peut entraîner des problèmes de sécurité, des pertes de vie, des coûts indirects supplémentaires et une atteinte à la réputation.

Les effets directs de la corrosion peuvent inclure :

Comment prévenir la corrosion

Il existe plusieurs moyens rentables de prévenir la corrosion, notamment :

Vous pouvez empêcher la corrosion en sélectionnant le bon :

1. Type de métal

Un moyen simple de prévenir la corrosion consiste à utiliser un métal résistant à la corrosion comme 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.

2. Revêtements de protection

L'application d'un revêtement de peinture est un moyen économique de prévenir la corrosion. Les revêtements de peinture agissent comme une barrière pour empêcher le transfert de charges électrochimiques de la solution corrosive au métal en dessous.

Une autre possibilité consiste à appliquer un revêtement en poudre. Dans ce processus, une poudre sèche est appliquée sur la surface métallique propre. Le métal est ensuite chauffé, ce qui fusionne la poudre en un film lisse et ininterrompu. Un certain nombre de compositions de poudre différentes peuvent être utilisées, notamment l'acrylique, le polyester, l'époxy, le nylon et l'uréthane.

3. Mesures environnementales

La corrosion est causée par une réaction chimique entre le métal et les gaz du milieu environnant. En prenant des mesures pour contrôler l'environnement, ces réactions indésirables peuvent être minimisées.

Cela peut être aussi simple que de réduire l'exposition à la pluie ou à l'eau de mer, ou des mesures plus complexes, telles que le contrôle des quantités de soufre, de chlore ou d'oxygène dans le milieu environnant. Un exemple de ceci serait le traitement de l'eau dans les chaudières à eau avec des adoucisseurs pour ajuster la dureté, l'alcalinité ou la teneur en oxygène.

4. Revêtements sacrificiels

Le revêtement sacrificiel consiste à revêtir le métal d'un type de métal supplémentaire plus susceptible de s'oxyder. d'où le terme "revêtement sacrificiel".

Il existe deux techniques principales pour réaliser un revêtement sacrificiel :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 connu sous le nom de galvanisation. Le zinc est un métal plus actif que l'acier, et lorsqu'il commence à se corroder, il s'oxyde, ce qui inhibe la corrosion de l'acier.

Cette méthode est connue sous le nom de protection cathodique car elle fonctionne en faisant de l'acier la cathode d'une cellule électrochimique. La protection cathodique est utilisée pour les pipelines en acier transportant de l'eau ou du carburant, les réservoirs de chauffe-eau, les coques de navires et les plates-formes pétrolières offshore.

Protection anodique

La protection anodique consiste à revêtir l'acier allié au fer d'un métal moins actif, tel que l'étain. L'étain ne se corrodera pas, l'acier sera donc protégé tant que le revêtement d'étain est en place. Cette méthode est connue sous le nom de protection anodique car elle fait de l'acier l'anode d'une cellule électrochimique.

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

Inhibiteurs de corrosion

Les inhibiteurs de corrosion sont des produits chimiques qui réagissent avec la surface du métal ou les gaz environnants pour supprimer les réactions électrochimiques conduisant à la corrosion. Ils fonctionnent en étant appliqués à la surface d'un métal où ils forment un film protecteur. Les inhibiteurs peuvent être appliqués sous forme de solution ou de revêtement protecteur en utilisant des techniques de dispersion. Les inhibiteurs de corrosion sont couramment appliqués via un processus appelé passivation.

Passivation

Dans la passivation, une légère couche de matériau protecteur, tel qu'un oxyde métallique, crée une couche protectrice sur le métal qui agit comme une barrière contre la corrosion. La formation de cette couche est affectée par le pH, la température et la composition chimique environnante.

Un exemple notable de passivation est la Statue de la Liberté, où une patine bleu-vert s'est formée qui protège en fait le cuivre en dessous. Les inhibiteurs de corrosion sont utilisés dans les usines de raffinage du pétrole, de production chimique et de traitement de l'eau.

Modification de conception

Les modifications de conception peuvent aider à réduire la corrosion et à améliorer la durabilité de tout revêtement de protection anticorrosion existant. Idéalement, les conceptions devraient éviter de piéger la poussière et l'eau, encourager la circulation de l'air et éviter les crevasses ouvertes. S'assurer que le métal est accessible pour un entretien régulier augmentera également la longévité.

FAQ.

Qu'est-ce que la corrosion explique ?

La corrosion est la détérioration d'un matériau en raison de son interaction avec son environnement et peut survenir à tout moment ou à tout moment pendant le traitement du pétrole et du gaz naturel. Bien que cette définition soit applicable à tout type de matériau, elle est généralement réservée aux alliages métalliques.

Qu'est-ce qui cause la corrosion ?

La corrosion générale se produit lorsque la plupart ou la totalité des atomes d'une même surface métallique sont oxydés, endommageant toute la surface. La plupart des métaux sont facilement oxydés :ils ont tendance à perdre des électrons au profit de l'oxygène (et d'autres substances) dans l'air ou dans l'eau. Lorsque l'oxygène est réduit (gagne des électrons), il forme un oxyde avec le métal.

Quels sont les 3 types de corrosion ?

Types de corrosion et prévention :

La corrosion rouille-t-elle ?

La corrosion inclut la rouille. La rouille est un type de corrosion. La corrosion est le processus par lequel certains matériaux, métaux et non-métaux, se détériorent à la suite de l'oxydation. La rouille est l'oxydation du fer en présence d'air et d'humidité.

Qu'est-ce que la corrosion 10 ?

La destruction progressive des métaux purs par l'action de l'air, de l'humidité ou d'un produit chimique (tel qu'un acide) à leur surface est appelée corrosion. Lorsqu'un objet en fer est maintenu dans l'air humide pendant un temps considérable, une substance rouge-brun appelée rouille se forme à sa surface. La corrosion du fer est appelée « rouille ».

Comment se forme la rouille ?

Lorsque des substances acides (y compris l'eau) entrent en contact avec des métaux, tels que le fer et/ou l'acier, la rouille commence à se former. La rouille est le résultat de la corrosion de l'acier après que les particules de fer (Fe) ont été exposées à l'oxygène et à l'humidité (par exemple, humidité, vapeur, immersion).

Quel est l'effet de la corrosion ?

Certains des effets de la corrosion comprennent une détérioration significative des monuments naturels et historiques ainsi qu'un risque accru de défaillances catastrophiques des équipements. La pollution de l'air provoque la corrosion, et elle s'aggrave dans le monde entier.

Quels sont les 6 principaux types de corrosion ?

Types de corrosion nécessitant un examen pour être identifiés avec précision

Quel type de métaux se corrode ?

Techniquement, seuls le fer et les alliages contenant du fer peuvent rouiller. D'autres métaux, y compris les métaux précieux comme l'or et l'argent, peuvent se corroder de la même manière.

Qu'est-ce que la formule de la rouille ?

La rouille est de l'oxyde ferrique hydraté et sa formule chimique est Fe2 O3 .

L'or rouille-t-il ou se corrode-t-il ?

Dans sa forme pure, l'or ne rouille pas et ne ternit pas car il ne se combine pas facilement avec l'oxygène. C'est pourquoi l'or pur reste aussi brillant qu'il le fait. En ce qui concerne les bijoux en or, il est très rare de trouver des bijoux en or pur.

L'aluminium se corrode-t-il ?

La rouille est un type de corrosion (l'usure du métal), et pour faire simple, l'aluminium ne rouille pas, mais il se corrode. Bien que ces termes soient souvent utilisés de manière interchangeable, ils sont fondamentalement différents. Comme pour tout métal, lorsqu'il entre en contact avec l'oxygène, une couche d'oxyde se forme sur l'aluminium.

Pourquoi la rouille est-elle rouge ?

Lorsque le métal est exposé à de grands volumes d'eau et d'oxygène, le fer s'oxyde avec un contaminant, ce qui crée de la rouille "rouge".

Comment la corrosion affecte-t-elle notre santé ?

Les objets corrosifs peuvent détruire (ou au moins endommager) le métal. Mais ce n'est pas tout. Finalement, les corrosifs peuvent endommager non seulement le métal, mais aussi le tube digestif, les voies respiratoires, les yeux et la peau.

Comment la corrosion affecte-t-elle l'environnement ?

En plus de nos rencontres quotidiennes avec cette forme de dégradation, la corrosion provoque des arrêts d'usine, le gaspillage de ressources précieuses, la perte ou la contamination de produit, une réduction de l'efficacité, une maintenance coûteuse et une surconception coûteuse. Cela peut également compromettre la sécurité et freiner le progrès technologique.

Quels problèmes la rouille peut-elle causer ?

La corrosion peut-elle se produire sans oxygène ?

La corrosion microbienne, communément appelée corrosion microbiologiquement influencée (MIC) est causée par des micro-organismes. Elle s'applique aux matériaux métalliques et non métalliques avec ou sans oxygène. En l'absence d'oxygène, les bactéries sulfato-réductrices sont actives et produisent du sulfure d'hydrogène provoquant une fissuration sous contrainte sulfurée.

Quels métaux se corrodent le plus rapidement ?

Le zinc et l'acier ordinaire se sont corrodés le plus rapidement dans toutes les solutions. étonnamment, l'aluminium qui est plus élevé sur la série de réactivité que le zinc a montré peu de corrosion.

Quels sont les 8 types de corrosion ?

Il existe de nombreux types de corrosion visibles à l'œil nu :la corrosion uniforme, la corrosion par piqûres, la corrosion caverneuse, la corrosion filiforme, la corrosion galvanique, la fissuration environnementale et la corrosion par frottement, pour n'en nommer que quelques-uns. Voyons comment ces types de corrosion se produisent et comment ils peuvent endommager l'acier au carbone.

La rouille est-elle ferrique ou ferreuse ?

La rouille est le terme que nous utilisons pour décrire les oxydes de fer rouges produits lorsque les métaux ferreux se corrodent. La rouille est le nom commun des produits chimiques qui résultent de la réaction du fer avec l'oxygène et l'eau.

Qu'est-ce qui peut corroder le platine ?

Le métal ne s'oxyde pas dans l'air à n'importe quelle température mais est corrodé par les halogènes, les cyanures, le soufre et les alcalis caustiques. Il est insoluble dans l'acide chlorhydrique et nitrique mais se dissout lorsqu'ils sont mélangés sous forme d'eau régale, formant de l'acide chloroplatinique.

Quel métal ne rouille pas à l'extérieur ?

Pour ces types d'applications, l'aluminium et l'acier inoxydable sont des choix populaires. L'aluminium ne rouille pas, il peut donc être utilisé en toute sécurité à l'extérieur.

La rouille peut-elle vous empoisonner ?

La rouille est constituée d'une combinaison d'atomes de fer et d'oxygène. Ce composé, un type d'oxyde de fer, n'est pas connu pour être nocif pour l'homme s'il entre en contact avec votre peau. Avoir des taches de rouille sur la peau ne pose aucun risque pour la santé.

L'acier peut-il rouiller sans oxygène ?

La rouille ne peut pas se produire sans eau et sans oxygène. L'eau aide le fer à réagir avec l'oxygène en brisant la molécule d'oxygène. Au cours des premières étapes de la rouille, le fer perd des électrons et l'oxygène gagne des électrons.

Quel est un exemple de corrosif ?

Les acides et les bases sont des matières corrosives courantes. Les corrosifs tels que ceux-ci sont aussi parfois appelés caustiques. Des exemples typiques de corrosifs acides sont l'acide chlorhydrique (muriatique) et l'acide sulfurique. Des exemples typiques de corrosifs basiques sont l'hydroxyde de sodium et la lessive.


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