Etude de la corrosion caverneuse d'un acier inoxydable austénitique (utilisation conjointe de l'émission acoustique et des techniques électrochimiques)

Abstract

Les aciers inoxydables austénitiques, très résistants à la corrosion uniforme, sont dans certaines conditions, sensibles à diverses formes de corrosion localisée, comme la corrosion caverneuse. Si le mécanisme global de ce mode d'endommagement est assez bien compris, les méthodes de détection et de suivi font en revanche défaut. Dans ce contexte, ce travail établit que l'émission acoustique peut constituer une méthode efficace pour détecter ce type de corrosion et pour améliorer les connaissances sur les mécanismes élémentaires responsables de la corrosion caverneuse. Seule l'étape de la propagation est émissive lors d'essais réalisés en milieu salin contenant de l'eau oxygénée. L'activité acoustique est alors corrélée avec la sévérité de l'endommagement. Ce dernier est aggravé par un grenaillage de précontrainte, qui modifie la cinétique de réduction de l'oxygène sur la zone cathodique aérée. Grâce aux essais conduits sur échantillons séparés, l'un simulant la zone anodique et l'autre la zone cathodique, les paramètres acoustiques spécifiques à chacune des zones ont été distingués. Une étude approfondie de la réaction de réduction de l'oxygène, assistée soit électrochimiquement, soit chimiquement, montre que, dans nos conditions expérimentales, cette réaction est suffisamment énergétique pour donner lieu à une activité acoustique. La cinétique de cette réaction et par suite, l'activité acoustique, sont très sensibles à l'état de surface initial de l'acier et à la nature de sa couche passive.The austenitic stainless steels, resistant to uniform corrosion, are sensitive to various forms of localized corrosion, such as crevice corrosion under specific conditions. Although the global mechanism of this damaging mode is rather well understood, the detection and monitoring methods are still missing. In that context, this work confirms that acoustic emission does not only constitute an efficient method for detecting this corrosion mode, but is also a rewarding tool to improve knowledge about the elementary mechanisms responsible for crevice corrosion. Only the propagation step is emissive when the tests are carried out in saline solution containing hydrogen peroxide. The acoustic activity is then correlated with damage severity. Crevice corrosion is enhanced by a shot-peening treatment of the specimens which increases the kinetic of oxygen reduction on the aerated cathodic zone. Tests carried out on two separated samples, one simulating the anodic zone and the other one the cathodic zone, make it possible to distinguish the acoustic parameters specific to each zone. A detailed study of the oxygen reduction reaction, assisted either electrochemically or chemically, shows that this reaction is sufficiently energetic to enhance an acoustic activity under our experimental conditions. The kinetic of the reaction and the consecutive acoustic activity are very sensitive to the initial surface state of steel and to the nature of the passive layer.VILLEURBANNE-DOC'INSA LYON (692662301) / SudocSudocFranceF