Comment éviter la corrosion: principales méthodes

Pour savoir comment éviter la corrosion, il est important de savoir ce qu’est la corrosion et pourquoi. La corrosion est appelée le processus naturel dans lequel un métal se détériore progressivement à la suite de réactions électrochimiques (ou chimiques) avec son environnement.

Ces réactions font que les métaux raffinés recherchent une forme de stabilité plus grande ou une énergie interne plus petite, qui sont généralement leurs versions oxyde, hydroxyde ou soufre (pour cette raison, on dit que le métal est oxydé). La corrosion se produit également dans les matériaux non métalliques tels que les céramiques et les polymères, mais elle est différente et est souvent appelée dégradation.

La corrosion est un processus ennemi de l'être humain, car ces dommages dégradent les matériaux, modifient leur coloration et les affaiblissent, augmentant les risques de rupture et d'augmentation des coûts par la réparation et le remplacement de ceux-ci.

Pour cette raison, il existe des domaines entiers dans la science des matériaux dédiés à la prévention de ce phénomène, tels que, par exemple, l’ingénierie de la corrosion. Les méthodes de prévention de la corrosion sont variées et dépendent des matériaux affectés.

Méthodes pour prévenir la corrosion

Tout d'abord, il convient de prendre en compte le fait que tous les métaux ne se corrodent pas à la même vitesse et que certains ont la particularité de ne pas se corroder naturellement du tout, comme dans le cas de l'acier inoxydable, de l'or et du platine.

Cela est dû au fait qu’il existe des matériaux pour lesquels la corrosion est thermodynamiquement défavorable (c’est-à-dire qu’ils n’atteignent pas une plus grande stabilité avec les processus qui y conduisent) ou parce qu’ils ont une cinétique de réaction si lente que les effets de la corrosion tardent à se manifester.

Néanmoins, pour les éléments corrosifs, il existe une série de méthodes pour empêcher ce processus naturel et leur donner une vie plus longue:

Galvanisé

C’est la méthode de prévention de la corrosion dans laquelle un alliage de fer et d’acier est recouvert d’une fine couche de zinc. L'objectif de cette méthode est de faire réagir les atomes de zinc du revêtement avec les molécules d'air, en oxydant et en retardant la corrosion de la pièce qu'ils recouvrent.

Cette méthodologie convertit le zinc en anode galvanique ou en anode sacrificielle, le soumettant ainsi à la dégradation par la corrosion afin d'économiser un matériau plus précieux.

La galvanisation peut être réalisée en immergeant les pièces métalliques dans du zinc en fusion à haute température, ainsi que dans des couches plus minces obtenues par électrozingage.

Cette dernière est la méthodologie qui protège le plus, puisque le zinc est uni au métal par des procédés électrochimiques et pas seulement par des procédés mécaniques comme dans l'immersion.

Peintures et revêtements

L'application de peintures, de plaques de métal et d'émaux est un autre moyen d'ajouter une couche protectrice aux métaux sujets à la corrosion. Ces substances ou couches génèrent une barrière de matériau anticorrosion qui se situe entre l'environnement nocif et le matériau de structure.

D'autres couvertures ont des propriétés spécifiques qui en font des inhibiteurs de corrosion ou des anticorrosifs. Ceux-ci sont d'abord ajoutés aux liquides ou aux gaz, puis ils sont ajoutés sous la forme d'une couche sur le métal.

Ces composés chimiques sont largement utilisés dans l'industrie, en particulier dans les canalisations de transport de liquides. En outre, ils peuvent être ajoutés à l'eau et aux fluides frigorigènes afin d'éviter toute corrosion des équipements et des conduites par lesquels ils passent.

Anodisation

C'est une procédure de passivation électrolytique; c'est-à-dire le processus par lequel un film quelque peu inerte est formé au-dessus de la surface d'un élément métallique. Ce processus est utilisé pour augmenter l'épaisseur de la couche naturelle d'oxyde que ce matériau a à sa surface.

Ce procédé a le grand avantage non seulement d’ajouter une protection contre la corrosion et le frottement, mais offre également une plus grande adhérence pour les couches de peinture et de colle que le matériau nu.

Bien qu’il ait subi des changements et des évolutions dans le temps, ce processus est généralement mis en oeuvre en introduisant un objet en aluminium dans une solution électrolytique et en y faisant passer un courant continu.

Ce courant provoquera la libération d'hydrogène et d'oxygène par l'anode en aluminium, générant de l'oxyde d'aluminium qui se liera à elle pour augmenter l'épaisseur de sa couche de surface.

L'anodisation entraîne des modifications de la texture microscopique de la surface et de la structure cristalline du métal, ce qui entraîne la génération d'une porosité élevée.

Par conséquent, malgré l'amélioration de la résistance et de la résistance à la corrosion du métal, il peut également le rendre plus fragile, en plus de réduire sa résistance aux températures élevées.

Biofilms

Les biofilms sont des groupes de microorganismes qui s'unissent en une couche sur une surface, se comportant comme un hydrogel, mais qui représentent tout de même une communauté vivante de bactéries ou d'autres microorganismes.

Bien que ces formations soient souvent associées à la corrosion, l'utilisation de biofilms bactériens pour protéger les métaux dans des environnements hautement corrosifs s'est développée récemment.

De plus, des biofilms ayant des propriétés antimicrobiennes ont été découverts, qui stoppent les effets des bactéries sulfato-réductrices.

Systèmes de flux imprimés

Dans les très grandes structures ou lorsque la résistivité de l'électrolyte est élevée, les anodes galvaniques ne peuvent pas générer suffisamment de courant pour protéger la totalité de la surface. Un système de protection cathodique imprimé est donc utilisé.

Ces systèmes sont constitués d’anodes connectées à une source de courant continu, principalement un transformateur-redresseur connecté à une source de courant alternatif.

Cette méthode est principalement utilisée dans les cargos et autres navires, qui nécessitent un niveau de protection élevé dans une zone plus étendue de leur structure, tels que les hélices, les gouvernails et autres pièces dont dépend la navigation.

Changements dans les conditions environnementales

Enfin, la vitesse de corrosion peut être arrêtée ou réduite en modifiant les conditions environnementales dans lesquelles se trouve le matériau métallique.

L'humidité et les teneurs en soufre, en chlorures et en oxygène des liquides et des gaz doivent être maintenues à des niveaux bas pour prolonger la durée de vie d'un matériau, et l'utilisation de moins de solution saline et / ou d'eau dure a un effet positif.