Dans quelles circonstances l'acier inoxydable rouille-t-il ?

Dans la cognition de beaucoup de gens, "l'acier inoxydable" semble représenter "ne jamais rouiller", mais ce n'est pas le cas. Bien que acier inoxydable il ait une capacité anti-rouille plus forte que l'acier ordinaire, il rouillera tout de même sous certaines conditions. Alors, dans quelles circonstances l'acier inoxydable rouille-t-il ? Quels facteurs provoquent la rouille de l'acier inoxydable ? J'espère que vous pourrez trouver des réponses après avoir lu cet article.

Qu'est-ce que l'acier inoxydable ?

Acier inoxydable c'est un grand type d'acier allié contenant du chrome (Cr). Sa principale caractéristique est qu'il peut former un film d'oxyde riche en chrome dense à la surface de l'acier. Ce film a une fonction d'auto-réparation et peut empêcher efficacement la réaction d'oxydation de se poursuivre, offrant ainsi une bonne résistance à la corrosion. Selon sa structure métallurgique et son utilisation, l'acier inoxydable peut être divisé en acier inoxydable austénitique, ferritique, martensitique, duplex et à durcissement par précipitation.

Résistance à la rouille : pourquoi l'acier inoxydable est meilleur que l'acier ordinaire

La raison fondamentale pour laquelle l'acier inoxydable a une meilleure résistance à la rouille que l'acier ordinaire réside dans sa composition alliée unique et le mécanisme autoreparateur de son film passivant en surface. L'acier au carbone ordinaire est principalement composé de fer. Une fois exposé à un environnement humide ou contenant de l'oxygène, il s'oxyde facilement et forme une rouille brun rougeâtre. Une fois que cette rouille commence, elle continue de se propager et finit par affaiblir la structure de l'acier. En revanche, l'acier inoxydable contient au moins 10,5 % de chrome (Cr) dans son alliage. Cet élément a une forte affinité pour l'oxygène et peut rapidement former un film dense, stable et fortement adhérent d'oxyde de chrome (également appelé "film passivant") sur la surface du matériau. Bien que ce film passivant ne mesure que quelques nanomètres d'épaisseur, il peut efficacement isoler l'oxygène de l'air et l'humidité du contact direct avec le corps métallique, empêchant ainsi toute réaction d'oxydation supplémentaire. Plus important encore, lorsque ce film passivant est endommagé localement, comme par une rayure ou une contamination, il peut se régénérer automatiquement en présence d'oxygène. Cette capacité de guérison autonome n'est pas possédée par l'acier ordinaire.

En revanche, l'acier ordinaire ne bénéficie pas de ces protections en alliages, et la couche d'oxyde de surface est friable et facile à enlever, ce qui ne peut pas empêcher efficacement le processus de corrosion. Par conséquent, l'acier inoxydable est nettement supérieur à l'acier ordinaire en termes de résistance à la rouille, surtout dans des environnements complexes comme l'océan, l'industrie chimique, une forte humidité et des températures élevées, montrant ainsi des performances plus stables et durables.

5 facteurs de rouille et de corrosion de l'acier inoxydable

Dans certains environnements ou conditions spécifiques, l'acier inoxydable peut tout de même présenter des taches de rouille. Habituellement, lorsque les facteurs suivants existent ou apparaissent simultanément, les performances anti-rouille de l'acier inoxydable diminuent, entraînant un phénomène de rouille :

Ion chlorure

L'ion chlorure (Cl⁻) est un milieu corrosif extrêmement dangereux pour l'acier inoxydable. En particulier dans les environnements marins, les solutions industrielles ou les détergents contenant des chlorures, les ions chlorures peuvent détruire le film de passivation présent à la surface de l'acier inoxydable, provoquant une corrosion localisée sous forme d'entailles. Une fois que ces entailles se forment, le taux de corrosion sera extrêmement rapide et très difficile à contrôler. Par exemple, les rambarde et pièces décoratives en acier inoxydable utilisées près de la mer auront souvent des taches de rouille en peu de temps, même si le matériau 304 est choisi. Si un acier inoxydable résistant au chlore de grade 316 ou supérieur n'est pas utilisé, il ne peut pas être garanti exempt de rouille sur le long terme.

Médias Acides Et Alcalins

Bien que l'acier inoxydable puisse résister à la plupart des acides faibles et des bases faibles, il est également sujet à la corrosion dans des environnements acides et alcalins forts, tels que des milieux à haute concentration comme l'acide sulfurique, l'acide chlorhydrique et l'hydroxyde de sodium. La plupart de ce type de corrosion est une corrosion uniforme ou par piqûres.

Environnement à Haute Température et Humidité Élevée

La température élevée augmente le taux des réactions chimiques. Dans un environnement humide, une température élevée accélère les réactions d'oxydation et réduit la stabilité du film de passivation, accélérant ainsi le taux de corrosion de l'acier inoxydable. Cela est particulièrement évident dans certains équipements industriels à haute température.

Corrosion de la Zone Thermiquement Affectée dans la Zone de Soudage

Les hautes températures générées lors du soudage peuvent provoquer l'apparition de grains grossiers et la précipitation de carbures dans les joints de soudure en acier inoxydable et dans les zones affectées par la chaleur, formant ainsi une "zone pauvre en chrome" et entraînant la perte de la capacité de passivation de la zone de soudure. Ce phénomène est appelé "corrosion intergranulaire". Si le procédé de soudage approprié n'est pas adopté ou si un traitement de solution solide ultérieur n'est pas effectué, il est très probable que de la rouille apparaisse près de la soudure, affectant ainsi la résistance structurelle globale.

Rayures ou adhésion d'impuretés

La résistance à la corrosion de l'acier inoxydable dépend de l'intégrité du film de passivation de surface. Si la surface est rayée ou endommagée pendant le transport, l'installation ou l'utilisation, ce qui provoque la rupture du film de passivation, la vapeur d'eau et l'oxygène dans l'air peuvent entrer directement en contact avec la matrice métallique, causant ainsi de la rouille. En même temps, si certaines impuretés telles que des copeaux de fer, de la poussière, des particules de sable, etc., qui restent après le processus de construction ne sont pas retirées à temps, elles provoqueront également une "corrosion électrochimique" sous l'action de l'humidité, induisant des taches de rouille.

Quels sont les types de corrosion de l'acier inoxydable ?

Corrosion uniforme : C'est le type de corrosion le plus courant. La surface métallique est attaquée de manière uniforme, perdant son éclat global et s'amincissant.

Corrosion par piqûres : L'entraînement est une forme de corrosion locale. La surface semble intacte, mais elle est en réalité perforée. Elle se produit souvent dans des environnements contenant du chlore.

Corrosion interstitielle : Elle se produit dans l'espace ou la zone de joint, ce qui est courant dans les connexions vissées, les brides, les soudures, etc. En raison d'une mauvaise ventilation à l'intérieur de l'espace, la solution locale est acidifiée, provoquant ainsi une corrosion.

Fissuration par corrosion sous contrainte : Des fissures se forment sous l'action combinée de milieux corrosifs spécifiques et de contraintes de traction, ce qui entraîne finalement la rupture du matériau. On la rencontre couramment dans les échangeurs de chaleur, les récipients sous pression, etc.

Corrosion intergranulaire : La corrosion intergranulaire, en particulier lors du soudage ou du traitement thermique, est fréquente dans l'acier inoxydable austénitique après chauffage dans la plage de température de sensibilisation.

Corrosion électrochimique : Lorsque l'acier inoxydable entre en contact avec d'autres métaux et qu'il y a présence d'électrolytes, une cellule galvanique se forme, entraînant une corrosion.

Comment empêcher l'acier inoxydable de rouiller et de corroder

• Choisissez le bon matériau : Choisissez le bon type d'acier inoxydable en fonction de l'environnement d'utilisation. Par exemple, il est recommandé d'utiliser de l'acier allié au grade 316 ou supérieur dans un environnement marin, et d'éviter l'utilisation du 304 dans un environnement riche en chlore.  
• Traitement de surface : Utilisez le sablage, le décaper par immersion, la passivation, le polissage, le polissage électrolytique et d'autres méthodes pour enlever les impuretés de surface et améliorer la stabilité du film de passivation.
• Conception raisonnable de la structure : Essayez d'éviter les angles morts et les interstices pour faciliter le nettoyage et la ventilation, et réduire l'apparition de la corrosion interstitielle.
• Nettoyage et entretien réguliers : Nettoyez régulièrement les polluants de surface avec de l'eau propre ou des agents de nettoyage spéciaux pour éviter l'adhésion de particules métalliques, de taches d'huile, de sel, etc.
• Contrôler l'environnement d'utilisation : contrôler autant que possible la valeur de pH, le contenu en chlore, la température et l'humidité de l'environnement d'utilisation, et maintenir une bonne ventilation.

FAQ :

1. Pourquoi l'acier inoxydable 304 rouille-t-il également ?

Bien que l'acier inoxydable 304 ait une bonne résistance à la corrosion, son film de passivation est facilement détruit dans un environnement à forte concentration d'ions chlorures (comme près de la mer, ou dans des lieux où du blanchiment est utilisé, etc.), ce qui entraîne une corrosion par piqûres ou interstitielle.

2. Des taches jaunes ou brunes apparaissent sur la surface de l'acier inoxydable. Est-ce qu'il est rouillé ?

Généralement, il s'agit de rouille causée par des polluants de surface, tels que la poudre d'oxyde de fer, les résidus de traitement, etc. Vous pouvez utiliser un agent nettoyant inoxydable pour le retirer et observer s'il y a des signes de corrosion.

3. Pourquoi l'acier inoxydable est-il sujet à la rouille après soudure ?

Le processus de soudure modifie la structure métallurgique du matériau. Si les traitements ultérieurs de décapage et de passivation de la zone de soudure ne sont pas effectués, une corrosion intergranulaire ou une corrosion par contrainte est très susceptible de se produire.

4. L'acier inoxydable peut-il être exposé durablement près de la mer ou dans une piscine ?

Oui, mais il faut utiliser un acier inoxydable hautement allié comme le 316, le 2205 ou un super acier inoxydable, et renforcer l'entretien quotidien ainsi que concevoir des mesures anti-corrosion.

5. Comment juger si l'acier inoxydable a rouillé ?

Rouille visible à l'œil nu, changement de couleur de la surface, rugosité ou test du potentiel de surface, un test du taux de corrosion de l'acier inoxydable peut déterminer si la corrosion a commencé.

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