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RÉSUMÉ
La corrosion sous dépôt se produit en présence d'un dépôt de cendres ou de sels sur des parois métalliques. Ce dépôt est souvent issu d'une combustion, comme dans une chaudière ou un incinérateur. Deux cas sont plus particulièrement étudiés dans cet article : la corrosion chaude et l'attaque dans les incinérateurs de déchets ménagers. La deuxième partie de cet article traite de la corrosion liées aux milieux fondus, qui peuvent être des métaux, des sels ou du verre.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Laurent ANTONI : Docteur-ingénieur de l’Institut national polytechnique de Grenoble, École nationale supérieure d’électrochimie et d’électrométallurgie de Grenoble
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Alain GALERIE : Professeur à l’Institut national polytechnique de Grenoble, École nationale supérieure d’électrochimie et d’électrométallurgie de Grenoble
INTRODUCTION
La corrosion sous dépôt se produit lorsque des dépôts de cendres ou de sels s’accumulent sur les parois métalliques et modifient en conséquence leur environnement. Elle se rencontre dans de nombreuses installations industrielles mettant en jeu des combustions, comme les chaudières à gaz, les incinérateurs de déchets, les moteurs, les réacteurs en lit fluidisé, les turbines à gaz ou dans les procédés de conversion du charbon. Les réactions mises en jeu sont nombreuses et un mécanisme unique ne permet pas une généralisation de ce type de corrosion. Différents articles de revue ont abordé ce mode de corrosion. Nous considérerons dans cet article plus en détail le phénomène de corrosion chaude (hot corrosion) et l’attaque dans les incinérateurs de déchets ménagers.
Un autre type de corrosion que nous allons étudier dans cet article est celle qui se produit dans les milieux fondus. Métaux fondus et sels fondus sont utilisés pour leurs bonnes propriétés de transfert de chaleur dans les domaines industriels du traitement thermique, des échangeurs de chaleur et du stockage de l’énergie.
L’étude sur la corrosion sèche des métaux présentée dans le traité Matériaux métalliques des Techniques de l’Ingénieur comporte plusieurs fascicules :
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Corrosion sèche des métaux- Cas industriels : oxydation, carburation - Corrosion sèche des métaux. Cas industriels : oxydation, carburation ;
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Corrosion sèche des métaux- Cas industriels : sulfuration, nitruration - Corrosion sèche des métaux. Cas industriels : sulfuration, nitruration ;
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Corrosion sèche des métaux- Cas industriels : halogènes - Corrosion sèche des métaux. Cas industriels : halogènes ;
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M 4 227 - Corrosion sèche des métaux. Cas industriels : dépôts ; milieux fondus (le présent article) ;
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Corrosion sèche des métaux- Choix des alliages - Corrosion sèche des métaux. Choix des alliages ;
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- Corrosion sèche des métaux. Cas industriels. Pour en savoir plus.
Pour une étude théorique du phénomène, le lecteur se reportera aux articles Corrosion sèche des métaux- Méthodes d’étude et Corrosion sèche des métaux- Mécanismes de ce traité.
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2. Autres types de corrosion
2.1 Corrosion par les métaux fondus
Les métaux fondus sont utilisés pour leurs bonnes propriétés de transfert de chaleur : conductivité et capacité thermique élevées et leur faible pression de vapeur. On les retrouve en tant qu’échangeurs de chaleur dans des réacteurs nucléaires (par exemple, les circuits de refroidissement au sodium liquide) ou dans des bains de traitements thermiques (bains de plomb) . On rencontre également des métaux fondus dans les lignes de production des aciers galvanisés, étamés ou aluminiés où la bande d’acier défile respectivement dans un bain de zinc, d’étain et d’aluminium liquide.
La tenue à la corrosion dépend essentiellement des solubilités mutuelles du matériau et du métal liquide et des vitesses de diffusion dans le solide. Un premier type de corrosion est la dissolution du matériau dans le métal fondu. Celle-ci sera d’autant plus rapide que la solubilité des éléments d’alliage sera élevée. Une augmentation de la température accélère le phénomène. Un second type de corrosion est une alliation entre le matériau et le métal fondu pouvant conduire à la formation de solutions solides ou d’intermétalliques fragiles ainsi qu’à la fissuration du matériau. Cette attaque est souvent intergranulaire et se produit en conditions isothermes. Dans le cas des installations d’échangeurs de chaleur utilisées en boucle, les gradients thermiques conduisent à un double endommagement : dissolution de la paroi dans la partie chaude et dépôt des alliages dissous dans les zones froides, ce qui peut conduire à l’obstruction des canalisations.
Le nickel ayant une solubilité plus élevée que les autres éléments d’alliage (Fe, Cr, Co) dans les métaux liquides couramment employés, une règle simple est de préférer des alliages à faible teneur en Ni. On privilégiera les nuances à base de Fe, comme les aciers inoxydables ou les alliages à base de cobalt, mais qui sont significativement plus onéreux. Il faut éviter d’utiliser...
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Autres types de corrosion
BIBLIOGRAPHIE
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