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cetim cermat
Des compétences pour lutter contre la corrosion, héritées de 30 ans d’expérience aux côtés des industriels Soucieux d’apporter un appui technique aux problématiques des industriels, en particulier des filières mécanicienne et textile, le Cetim-Cermat réalise régulièrement dès les années 80 des expertises de corrosion.
En 1997, grâce au soutien financier de la Région Alsace, de l’Etat et de l’Europe (fonds FEDER), un premier laboratoire dédié « CORROSION » est né permettant au Cetim-Cermat de traiter des expertises de plus en plus complexes. Il développe notamment ses compétences dans l’usage des techniques électrochimiques et apporte un appui tant au niveau compréhension des causes des défaillances que des solutions pour y remédier.
En 2011, son laboratoire mobile, le MOBILAB, lui permet d’intervenir directement sur site et d’effectuer les examens et les mesures pour comprendre les causes d’une défaillance mais aussi anticiper les risques d’endommagement lié à la corrosion et augmenter ainsi la durée de vie des équipements et installations industrielles.
Aujourd’hui le Cetim-Cermat c’est :
l 100 expertises par an réalisées suite à des défaillances dues à la corrosion,
l Une large palette de prestations allant de l’aide au choix matériau et traitement de surface, conception et réalisation d’essais de tenue à la corrosion sur-mesure ou normalisés, formation,…
l Un portefeuille de clients variés qui nous font confiance : Solvay, Areva, EDF, Novartis, Mars Alimentaire, Peugeot, Mahle Behr, Zodiac Aerospace, Alstom, Stein Energie, la Ville de Mulhouse, le CERN,…
l Des projets de R&D collaboratifs s’inscrivant dans l’axe « Prévention de la corrosion : méthodes et techniques innovantes de mesure in situ »,
l Une équipe de 6 personnes, dont 3 experts, dédiée matériaux métalliques, traitement de surface et essais de corrosion.
Supplément thématique - n° 18 - Juillet 2015
Plus d’informations sur www.cetim-cermat.com
Spécial corrosion
A quel moment se préoccuper de la corrosion ?
DOSSIER
CONCEPTION - BE, R&D UTILISATION FIN DE VIE - TRI
FABRICATION - ÉNERGIETRANSPORTS
Valorisation du retour d’expérience Analyse de défaillance
Préconisations
Aide au choix matière Simulation de l’environnement
Durabilité
Résistance à la corrosion
Qualification
Contrôle qualité
Expertise de corrosion
Prévention et conseilsValidation des nuances
VOS CONTACTS :Françoise Liautaud // Christophe Holterbach // Arnaud Rouand // [email protected] // Tél : 03 89 32 72 20
Le bon choix matériau : comment anticiper les problèmes de corrosionLe choix de matériaux résistant à la corrosion revient à définir un système matériau-surface-milieu soumis à différentes sollicitations et viable du point de vue de la corrosion.Différentes actions sont alors possibles, directement issues du tryptique matériau/sur-face/milieu. Agir sur le matériau, c’est agir sur le choix (du matériau et de sa nuance), les éventuels traitements thermomécaniques ou thermochimiques, le mode d’élaboration. En ce qui concerne la surface, on pense bien sûr aux traitements de surface, revête-ments et autres sans oublier les traitements préparatoires (polissage, dégraissage, dé-capage,…), le nettoyage,… Quant au mi-lieu, lorsqu’on peut agir sur lui, on pensera inhibiteurs, contrôle de certains paramètres (T, pH, O2,…).Il est également possible d’agir sur l’ensemble du système par une protection cathodique ou une passivation anodique.
Le choix comprend plusieurs étapes : recherche bibliographique y compris expé-rience acquise dans le domaine (savoir-faire, connaissances), présélection, évaluation des risques (étape cruciale du fait du danger de certaines formes de corrosion), avec si néces-saire la mise en place d’essais de corrosion. Cette avant-dernière étape (avant le choix final) ne peut se passer des compétences d’un spécialiste.Concrètement, il y a deux façons de procéder : choix en amont (possibilité de se tromper?, essais à définir), ou choix en aval (après expertise, « essai grandeur nature »).En résumé, le choix d’un matériau en corrosion est une approche multicritère et complexe qui nécessite une hiérarchisation. Si la corrosion est un risque important, et elle présente souvent en plus un caractère dangereux, il faut s’en préoccuper le plus tôt possible.
Du bon usage des essais de corrosion :Si l’on se réfère à la norme NF EN ISO 8044 « Corrosion des métaux et alliages - Termes principaux et définitions », un essai de corrosion est défini comme étant un essai effectué pour évaluer :
l la résistance d’un matériau métallique à la corrosion,
l la contamination d’un milieu par des produits de corrosion,
l l’efficacité d’un système de protection (revêtement en l’occurrence) contre la corrosion,
l la corrosivité d’un milieu,l … et pour bien d’autres raisons encore.
Il existe de nombreux essais, normalisés ou non, et ils peuvent avoir de multiples usages selon les objectifs visés. Mais le point commun de tous ces essais est en général de rechercher à reproduire en quelques heures, quelques jours, voire quelques semaines, les effets dus à la corrosion en service d’un matériau métallique ou de son système de protection utilisé durant plusieurs mois ou plusieurs années.En d’autres termes, la conduite d’un essai de corrosion et l’évaluation des résultats obtenus doit nécessairement impliquer la question de savoir quelle est la relation entre les résultats obtenus et le comportement du matériau observé dans les conditions réelles d’utilisation.
En règle générale, on considère que plus les conditions d’un essai de corrosion se rapprochent de ce qui se passe dans la réalité, plus grande sera la concordance des prévisions avec le comportement réel du matériau. Mais un essai de corrosion dit « accéléré » ne peut pratiquement pas définir la durée de vie d’un matériau. Pourtant ce type d’essai est connu du plus grand nombre : essais climatiques dont le brouillard salin,…Toutefois, les essais électrochimiques, en général méconnus, représentent une bonne alternative aux essais de corrosion accélérés normalisés, car ils permettent de simuler rapidement le comportement d’un matériau dans un milieu donné.Par ailleurs, ces essais permettent d’étudier l’influence de multiples paramètres (tempéra-ture, pH, concentration, agitation, aération, débit,…) et d’obtenir une multitude d’infor-mations en rapport avec le ou les modes de corrosion susceptibles de se développer, la cinétique de corrosion, l’état de passivité du matériau,… Le côté complexe, à la fois pluridisciplinaire et spécialiste, de la corrosion fait que nous devons être une réelle force de proposition auprès des industriels, en sachant les convaincre de la pertinence des techniques électrochimiques dont il est difficile d’expliquer de manière simple tout l’intérêt. Cela relève de notre mission de transfert de technologie.
Corrosion provoquée par l’émission de substances corrosives :Noircissement de boutons de pulls en laine d’une grande marque de prêt-à-porter de luxe : Les pulls en laine sont fabriqués en Chine, conditionnés sous sachets plastique, et acheminés en France par avion sous 8 à 10 jours.A réception des pulls en France, tous les boutons en contact avec la laine présentent un noircissement qui est d’autant plus prononcé que la couleur du pull est sombre. Quant aux boutons de rappel livrés avec les pulls, ils ne subissent aucune modification d’aspect. Ces boutons sont « isolés » du pull par un sachet plastique, le tout mis dans une enveloppe en papier. Afin de déterminer la cause de ce noircissement, une exper-tise des boutons nous a été demandée.Les boutons sont constitués de zamak (alliage zinc+aluminium), et sont revêtus :l d’une première sous couche d’accroche de nickel de faible
épaisseur (1µm), l suivie d’une sous-couche de cuivre plus épaisse (20-25µm), l puis d’un flash d’étain très irrégulier, voire inexistant.Très rapidement nous avons constaté que le noircissement correspondait à une très fine « croûte » granuleuse consti-tuée de sulfure de cuivre caractéristique d’un phéno-mène de sulfuration.
Afin d’identifier la provenance du soufre responsable du noircissement, nous avons procédé à des investigations plus poussées sur le pull en laine. l les analyses élémentaires par spectrométrie de fluores-
cence X nous ont révélé qu’il contenait de fortes teneurs en soufre (3 à 4 %),
l l’analyse effectuée par chromatographie en phase ga-zeuse couplée à un spectromètre de masse a confirmé nos soupçons : émission de dioxyde de soufre SO2
agressif, ainsi que de polluants secondaires (acides organiques, alcanes,…) inoffensifs.
En présence d’humidité le dioxyde de soufre provoque très rapidement le noircissement, et la corrosion (sulfuration) des métaux tels que l’étain, le cuivre ou l’argent. L’humidité résiduelle pouvant subsister à l’intérieur de l’emballage plastique, ainsi que le confinement des pulls dans leur emballage ont sensiblement favorisé le développement de ce phénomène de corrosion.La laine est susceptible de libérer des composés soufrés pouvant être soit utilisés lors des différentes opérations de traitement qu’elle subit (blanchiment notamment), soit présents dans certaines teintures. Il est donc prudent d’éviter le contact direct de la laine avec des métaux et des matériaux sensibles au soufre, qui plus est en milieu confiné.
Corrosion érosion de cuivre (eau chaude sanitaire)
Corrosion caverneuse d’un acier 904L dans des saumures chaudes
Corrosion sous contrainte d’un laiton en présence d’eau
Corrosion sous contrainte d’un acier 304L en présence de chlorures
Corrosion sous calorifuge :Corrosion (Fissuration) sous contrainte de co-quilles double enveloppe de cuves utilisées dans l’agroalimentaire.Des cuves de plusieurs m3, en acier inoxydable 316L, sont utilisées dans l’agroalimentaire pour porter les produits qu’elles contiennent à 60°C. Cette température est obtenue par des coquilles externes soudées à l’intérieur desquelles passe de l’eau provenant d’un circuit interne à l’usine. Les cuves sont calorifugées par de la laine de roche maintenue par une enveloppe extérieure en aluminium, et elles sont exposées aux intempéries puisque situées à l’extérieur des bâtiments.Après 1 à 2 ans d’utilisation, ces cuves se trouvent présenter des fuites. Après avoir ôté le calorifuge, il s’avère que les fuites proviennent de fissures sur les coquilles, y compris au niveau des soudures. Il y donc des craintes de pollution pour le produit à l’intérieur des cuves (fuites intérieures également ?).Les investigations réalisées sur prélèvements révèlent que les fuites sont dues à un phénomène de corrosion fissurante (sous contrainte) des coquilles au voisinage des soudures (contraintes résiduelles maximales), et que c’est la
présence de chlorures relargables dans la laine de roche utilisée, qui est responsable de ce mode de corrosion (non étanchéité complète de l’enveloppe extérieure de maintien du calorifuge).Du point de vue des préconisations, seule l’utilisation d’un matériau de calorifugeage exempt de chlorures (par exemple matériau certifié PMUC pour utilisation nucléaire) est la bonne solution dans ce cas, l’action sur le matériau (changement de nuance, donc refaire les cuves) ou sur les contraintes résiduelles (traiter thermiquement les cuves) paraissant impensable.Remarque :Dans le cas des aciers inoxydables, la corrosion sous contrainte sous calorifuge est connue depuis longtemps, notamment des industries pétrolières, gazières et chimiques. En anglais le phénomène est précisément décrit par « chloride external stress corrosion cracking » (Cl-ESCC).
Aspect de surface noir
Fissures sur l’une des coquilles et résidus de laine de roche
Sulfure de cuivre
Participez à la journée technique : « Diagnostic et remèdes de la corrosion »Le jeudi 19 novembre 2015 à Mulhouse de 9 h à 16 h.
Les dégradations très rapides ou celles que l’on attri-bue au « vieillissement » des matériaux, comme la cor-rosion, apparaissent souvent comme des « maladies » mystérieuses et sournoises touchant tous les domaines industriels et pouvant générer des coûts directs et indi-rects considérables.
Combattre la corrosion, ce n’est pas seulement en connaître ses formes ou ses apparences et les moyens de prévention, c’est aussi savoir comment la diagnos-tiquer le plus tôt possible afin de pouvoir y remédier.
Cette journée à laquelle vous êtes conviés est destinée non seulement à vous aider à mieux appréhender les phénomènes de corrosion et leurs moyens de préven-tion associés, mais également à vous familiariser avec les méthodes de diagnostic.
PROGRAMME
Matin :
• Les principales formes et modes de prévention de la corrosion.
• Diagnostic de la corrosion à l’aide de moyens mobiles jusqu’au laboratoire, présentation d’études de cas.
Déjeuner sur place
Après-midi :
• Visite des laboratoires avec démonstrations.• Choix des matériaux vis-à-vis de la corrosion.
Inscription et renseignements : Julie Rousseau [email protected] - Tél : 03 89 32 72 20
Notre nouvel axe R&D : mesure de la corrosion sur siteDepuis 2012, nous travaillons sur un nouvel axe de R&D concer-nant la prévention de la corrosion et les techniques et méthodes innovantes par mesure in situ.En effet, il est toujours difficile de reproduire une corrosion en laboratoire, ou de connaître l’ensemble des paramètres influen-çant les phénomènes de corrosion. Si la mesure de la corrosion est difficile en laboratoire, elle l’est encore plus sur site. Pourtant, c’est sur site que l’on a besoin de savoir si telle conduite, ou tel réacteur subit une attaque par corrosion, et ensuite de prendre les mesures nécessaires à la pérennité de l’installation.Pour les industriels et utilisateurs, l’intérêt du contrôle de la corro-sion est surtout de limiter les dégâts et les coûts dus à la corrosion et qui peuvent être source de :• Dégradations impliquant réparation ou changement de tout ou
partie de l’installation ;• Accidents ;• Impacts environnementaux, santé, qualité du produit.
Notre objectif est de tester au moins deux techniques, l’une électrochimique (le bruit électrochimique) et l’autre CND (l’émission acoustique) sur des modes de corrosion localisée tels que la corrosion par piqûre ou par crevasse. Ces deux types de techniques peuvent de plus s’avérer complémentaires.D’une manière générale, le projet CORROSION IN SITU a pour but de répondre aux enjeux scientifiques et économiques suivants :
Etre capable d’anticiper en temps réel les phénomènes de corrosion par un suivi « in situ », pour prendre les mesures nécessaires le plus rapidement possible, Plus largement, participer à la conception de l’usine du futur :• Prévoir un suivi de la corrosion dans les zones sensibles dès
la conception,• Mettre en place les actions en temps réel sur l’installation
concernée, le procédé,…
AgendaFormation en corrosion
Des sessions de formation relatives à la corrosion sont régulièrement organisées dans les locaux du Cetim-Cermat, et plus généralement dans les centres Cetim. Nos catalogues sont disponibles sur demande ou en ligne : http://www.cetim-cermat.com/fr/formations-2015/ http://www.cetim.fr/Formations
Nous organisons également des formations « sur mesure » répondant aux préoccupations des industriels locaux et européens, en français ou en anglais. N’hésitez pas à nous contacter.
CETIM CERMAT 21, rue de Chemnitz - B.P. 2278 - 68068 MULHOUSE cedex
Tél : 03 89 32 72 20 - Fax : 03 89 59 97 87http://www.cetim-cermat.com - e-mail : [email protected]
Nos partenaires et soutiens financiers :
