C.M.EL. Gérard BOULANT C.M.EL. Gérard .1 1 Corrosion galvanique Général.doc Sens des ions métal
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  • 1 1 Corrosion galvanique Gnral.doc

    Sens des ions mtal. Et du courant dans

    Corrosion galvanique - Electrolyse

    Du point de vue du systme de protection anti-corrosion du bateau : il faut commencer par expliquer graduellement ce quest la corrosion galvanique puis les moyens pour sen protger. Ensuite on saura mieux ce quil faut chercher.

    Figure 1 : La corrosion lectrolytique ou corrosion galvanique ncessite 4 choses :

    l'lectrolyte : cest--dire un liquide, une solution, lgrement conducteur de llectricit. Ici cest leau de mer.

    un mtal B qui est le mtal noble. un mtal A diffrent du premier, qui est moins

    noble. Et un contact lectrique entre les deux. Les mtaux sont classs suivant leur diffrence de potentiel galvanique, selon une chelle qui les place les uns par rapport aux autres. Echelle galvanique : POTENTIELS GALVANIQUES

    mV Mtal en eau de mer agite et 25

    Anode, ct +, mtal moins noble

    - 1600 Magnsium

    - 1130 Zinc

    - 900 Chrome

    - 850 - 750 Aluminium et alliages daluminium

    - 700 Cadmium

    - 610 Acier/Fonte vers

    - 510 Plomb

    - 500 Inox 18/8 (304) et 18/8/3%Mo (316) Actifs

    - 360 Cuivre, Laiton, Bronze, Bronze dalu

    - 310 Etain

    - 150 Titane

    - 50 - 80 Inox 18/8 (304) et 18/8/3%Mo (316) Passifs

    + 90 Graphite

    Cathode, ct -, mtal Noble

    Inox Actif : dont la couche superficielle est absente, raye.

    Inox Passifs : tat normal , la couche superficielle doxyde est

    forme et protge linox.

    Fig 2 : Si on tablit une liaison lectrique (fil conducteur) entre les deux mtaux, dans l'lectrolyte il y a un transport de matire du mtal A, moins noble, qui est l'anode vers le mtal B la cathode. Ce transport de matire se fait sous forme de transfert dions mtalliques : le mtal A, lanode, se consomme , il se corrode. Dans le fil conducteur, la circulation des lectrons produit le courant lectrique (le sens conventionnel du courant est inverse de celui des lectrons). Ct cathode, les lectrons qui y arrivent par le fil conducteur se combinent aux anions H+ de l'eau de mer pour donner de l'hydrogne H2 qui se dgage. On a form une pile. On admet que pour que ce phnomne de corrosion soit significatif, il faut une diffrence de potentiel de 100 250 mV (millivolt) entre les deux mtaux. Cest lanode qui se bouffe. Lanode cest le +. Dans llectrolyte, le courant va de lanode vers la cathode qui ne se bouffe pas. Dans le fil, le courant va de la cathode vers lanode.

    C.M.EL. Grard BOULANT

    Ingnieur ICAM Expert Maritime Marine Surveyor

    Plaisance voile/moteur Servitude Militaire

    Coque Machine Electricit Electronique

    C.M.EL. Grard BOULANT

  • 2 1 Corrosion galvanique Gnral.doc

    Fig 3 : Si on remplace le mtal B par un mtal C, "encore plus diffrent" du mtal A, c'est--dire plus loign du mtal A dans l'chelle galvanique, le phnomne est accentu, c'est--dire que le courant est plus fort et le transport de matire est plus important, l'anode se "bouffe" ou se consomme plus rapidement.

    Fig 4 : La liaison lectrique peut se faire simplement par le contact des 2 pices mtalliques lune contre l'autre.

    Fig 5 : Cest ce qui se passe quand on a une hlice en bronze qui est fixe sur un arbre de mtal diffrent, de linox par exemple. Si lhlice est en bronze daluminium et larbre est en inox passif : l'cart dans lchelle galvanique est de 360 - 50 = 310mV. Cet cart, suprieur aux 200/250mV indiqus plus haut, est donc capable de provoquer une corrosion, lhlice en bronze daluminium se bouffe .

    Fig 6 : Si on veut protger le mtal A, on peut mettre un troisime mtal encore plus diffrent dans lchelle galvanique, cest le cas des anodes en zinc, qui en liaison avec les autres mtaux, A et B, protgent le mtal A (et le mtal B aussi bien sr). Cest le mtal Z (le zinc) qui est lanode par rapport lun et l'autre des deux autres mtaux et qui les protge. Le mtal Z de lanode se bouffe , lanode se consomme pour protger les autres, on lappelle aussi anode sacrificielle .

  • 3 1 Corrosion galvanique Gnral.doc

    A

    Fig 7 : Cest aussi la mme chose si le mtal Z est reli lectriquement aux 2 autres mtaux au lieu dtre en contact direct avec lun et lautre. La protection cathodique, cest--dire le systme qui permet de protger les diffrents mtaux des diffrents composants du bateau, peut donc se faire de 2 faons :

    Fig 8 : Soit partir de la figure 6 prcdente : des anodes en zinc sont fixes pour tre en contact direct sur les pices protger, cest la mthode qui est usuellement employe par les constructeurs franais. Une anode est monte sur lcrou qui fixe lhlice sur larbre, et une anode est fixe sur larbre lui-mme. D'autres anodes sont aussi fixes sur les autres composants (safrans, chaise, etc...). Fig 9 : Soit partir de la figure 7 prcdente, on a le montage usuellement employ par les constructeurs anglais : lanode en zinc est fixe sous la coque et l'intrieur du bateau il y a des fils lectriques pour la relier aux diffrentes pices mtalliques.

    Lavantage cest quon peut mettre une grosse anode de coque qui durera plusieurs annes alors que dans le systme franais leur taille nest pas suffisante pour cela et une anode peut se desserrer et ne plus faire effet. Inconvnient : il faut que le circuit soit parfait, si jai une interruption en A (ou simplement un mauvais contact), mon arbre inox et mon hlice bronze ne sont plus protgs par lanode, ils se dbrouillent tout seul, mon hlice va se corroder rapidement au contact de linox de larbre.

    ************************** Pour l'instant il n'tait pas envisag l'addition d'une tension parasite (courant "parasite" ou courant de "fuite"). Faisons le maintenant :

    Fig 10 : Si la figure 2 prcdente on ajoute une source de tension qui est oriente dans le mme sens que le phnomne prcdent, le phnomne va tre trs acclr : cest le cas si on insre dans le circuit une pile lectrique, ou une batterie, connecte dans le sens de la circulation prcdente. Et plus la tension de cette batterie est forte, plus le courant et donc la corrosion sont acclrs. Fig 11 :

    Si

    au contraire la batterie est connecte en opposition, cest le mtal B qui se corrode. Mais si la source de tension a un potentiel faible et juste gal celui de la corrosion, on annihile la circulation de courant due la corrosion : cest le principe de la protection cathodique active ou courant impos . Mais cela ne nous intresse pas pour l'instant.

  • 4 1 Corrosion galvanique Gnral.doc

    Bon, on a vu quavec deux mtaux diffrents, de potentiel galvaniques diffrents, avec une liaison conductrice quelle quel soit, et trempant dans llectrolyte, lun est la cathode et ne se bouffe pas, lautre est lanode et se bouffe. Cest la corrosion galvanique.

    ************************** Il faut y penser quand on choisit sa peinture antifouling. Pour les coques en alu il ne faut pas utiliser un antifouling classique charg en cuivre, il faut choisir un antifouling spcial alu . Tout le monde le sait. Mais pour une coque en bois ou stratifi polyester par exemple, il faut penser aux accessoires en alu. Exemple une embase Z-drive (bateau moteur) ou sail-drive (voilier) : lembase est en alu. Au dbut quand elle est neuve elle bien protge et isole par le revtement poxy du fabricant, tout va bien mme si vous la recouvrez dun antifouling classique charg en cuivre. Mais au fil du temps et des accrocs, cet poxy va se dgrader et si on met alors un antifouling classique charg en cuivre, lembase va se corroder. Il faut choisir un antifouling spcial alu. Autre exemple, ce tube de jaumire (tube du gouvernail) en alu. Sil est couvert par le VC 17 (antifouling fortement charg en cuivre), il y a lectrolyse de lalu. Il faut utiliser plusieurs couches dpoxy pour isoler lalu et un antifouling spcial alu . La corrosion peut se produire avec un seul mtal et sans dfaut lectrique. Cest le bte dfaut matire, ou le choix de la matire nest pas correct vis vis du service quon va demander la pice dans des conditions de fonctionnement donnes. On va comprendre mieux en donnant des exemples. Alliages : Avec les alliages donc un mlange de deux mtaux ou plus : suivant la nature des mtaux composant lalliage, au niveau microscopique, le mtal le moins noble joue le rle danode et il se bouffe. Cest le cas dans le laiton ordinaire, dans certains bronzes, gnralement tous les alliages contenant une bonne proportion de zinc. Une seule pice, pas besoin de deux, plonge dans leau de mer va se d-zinguifier, son zinc (lanode) se consomme et disparat, le mtal change

    de couleur, il devient plus rouge, poreux et il casse comme du verre, sans prvenir, comme ce passe-coque. Il est conseill de changer, prventivement, lensemble passe-coque + vanne + embout crant tous les 12/15 ans. Corrosion inter-granulaire dans certains inox comme pour cette cadne-fil (voir le document Cadne Inox ) :

    Htrognits : Mais encore plus inattendu, un seul mtal, pas un alliage, peut se corroder parce que le procd pour llaborer le rend htrogne. A la fabrication dune tle en acier ordinaire au laminoir, ltirement du mtal plus fort ici que l , ou le dpt de calamine ici et pas l va crer des htrognits qui seront des potentiels galvaniques diffrents (on cite 300mV), les sites anodiques se boufferont en piqres, cratres ou crevasses, en plus de la rouille gnrale qui se forme normalement la surface de lacier ordinaire. Milieu dans lequel se trouve la pice : Et mme de lacier inox, homogne sa fabrication, peut dvelopper de la corrosion par privation doxygne. Dans la liste des potentiels galvaniques vous avez remarqu que linox est cit deux fois, passif ou actif . Pour lacier ordinaire, la rouille