Etude de l’influence de soudage sur la corrosion des aciers inoxydables en milieux phosphoriques

Abstract

L’objectif de ce travail est d’examiner l’effet de soudage sur la résistance à la corrosion de trois alliages soudés de structure austénitique (NiCr59 et UB6) et austéno-ferritique (U52) à différentes températures en milieu phosphorique pollué, ainsi que la corrosion galvanique générée par le processus de soudage, en utilisant essentiellement des techniques électrochimiques et structurales. Les résultats obtenus permettent d’identifier laquelle des 3 zones (MB, ZAT et CS) manifeste un comportement très anodique avec la susceptibilité à la corrosion par piqûres, et par conséquent la zone la plus vulnérable dans les installations de fabrication de l’acide phosphorique.

L’analyse des paramètres électrochimiques, issus des courbes de polarisation a montré que le processus de soudage affaiblit la tenue à la corrosion des matériaux et que le cordon de soudure et la ZAT sont les zones les moins résistantes dans un assemblage soudé. L’augmentation de la température altère gravement la résistance à la corrosion des différentes zones de l’acier inoxydable soudé : le processus anodique subit une forte modification qui se manifeste par une exaltation des courants anodiques et de la vitesse de corrosion.

L’examen microstructural couplé avec des analyses de surface a permis de mettre en évidence les modifications structurales induites par le soudage. Les observations réalisées par le MEB et le microscope confocal, ont révélé une structure dendritique au niveau de la soudure et une structure austénitique et austéno-ferritique au niveau du matériau de base. L’analyse EDS a détecté des accumulations du chrome et de molybdène dans les frontières de grains que dans les noyaux de dendrite ainsi que la précipitation des phases intermétalliques carbures et nitrures. La ségrégation des éléments d’alliages et les modifications locales de structure sont à l’origine de la réduction de la résistance à la corrosion des alliages testés.

En outre, l’analyse à l’aide de la technique ZRA de la corrosion galvanique générée par le couplage de MB-ZAT d’une part et CS-ZAT d’autre part des trois matériaux a montré la faible sévérité du couplage galvanique entre les deux membres MB/ZAT et ZAT/CS pour l'alliage NiCr59 à différentes températures. Par contre les alliages UB6 et U52 ont présenté une forte susceptibilité à la corrosion localisée, dont la ZAT manifeste un comportement très anodique. Par conséquent, la ZAT est la zone la plus vulnérable dans les installations de fabrication de l’acide phosphorique. Les données issues de l’analyse statistique et temporelle de la densité du courant galvanique et de potentiel galvanique ont permis de préciser les températures critiques de développement de la corrosion localisée pour chaque type de matériau.