Corrosion Des Navires [PDF]

Zitiervorschau

Université de cheikh laarbi tebessi .Tébessa. Faculté des sciences et technologies Département de génie mécanique

Thème : Thème : corrosion des navires

Réalisé par: - Fetni maamar 2021/2022

Introduction : La corrosion touche tous les domaines de l’industrie et n’épargne pas les installations, sites industriels, machines ou tout autre équipement de production. Mais c’est en pleine mer qu’elle apparaît encore plus tenace, et c’est bien naturel compte tenu de la présence permanente d’humidité et de sel. La corrosion des navires est un danger majeur pour l'industrie. La détérioration de ces structures entraîne des coûts de maintenance plus élevés, des défaillances précoces du système ou une durée de vie globale raccourcie. Les pertes d'épaisseur des tôles dues à la corrosion doivent être prises en compte lors de la prolongation de la durée de vie des constructions en acier vieillissantes telles que les navires de guerre, en particulier lorsque les techniques préventives telles que les revêtements de peinture et la protection sacrificielle sont inefficaces. Les méthodes de prévision de la corrosion pour les navires ont toujours ignoré le profil d'exploitation. En conséquence, les modèles de corrosion ont un degré élevé d'imprévisibilité et une faible prévisibilité. La capacité à prévoir la corrosion. Un nouveau modèle de corrosion pour prédire la perte de corrosion dans l'eau salée a été développé.

Les principales causes de corrosion des navires : Les navires sont exposés à un large éventail d'environnements de corrosion, résultant en une large gamme de modèles de corrosion. Les réservoirs de ballast et les zones vides, ainsi que les cales à cargaison des navires commerciaux comme les vraquiers, sont exposés à une variété d'environnements de corrosion, ce qui peut affecter les taux de corrosion. Les détails liés à la structure, ainsi que l'orientation et la position dans

l'espace dans un environnement donné, entraîneront différents schémas et vitesses de corrosion. Dans les environnements d'immersion, la corrosion est influencée par des facteurs chimiques tels que la salinité, la saturation en oxygène, le pH et la présence de polluants ; des facteurs physiques tels que la température et la pression ; et des facteurs biologiques tels que les bactéries.

Types de corrosion des navires : 1. Corrosion galvanique : La corrosion galvanique est la réaction causée par deux métaux différents qui entrent en contact l'un avec l'autre dans l'eau de mer. La corrosion électrolytique est légèrement différente et est due à des courants électriques provenant d'autres sources menant à problèmes. Par courant électrique nous entendons un déplacement d’électron (e-) d’un métal vers l’autre. Cette perte d’électron (de l’anode vers la cathode) entraine une modification structurelle des métaux. En fonction des modifications de l'électrolyte, on peut avoir des inversions dans la série des potentiels. Le zinc, par exemple, recouvert de produits de corrosion, peut devenir plus "noble" que le fer dans certaines eaux (l’eau de mer),

Zn2+/Zn (Zn le métal Zinc et Zn2+ l’ion « Zinc II ») On aura ici le Zinc qui sera oxydé en Zn2+ (c’est-à-dire qu’il sera « rongé »).

cette forme de corrosion se retrouve dans toutes les parties confinées dans lesquelles l’eau de mer reste stagnée : joints non-étanches, recoins, interstices, vis, taraudages, plaques rivetées, etc. Corrosion Caverneuse :

À cause du confinement, l’eau de mer ne se renouvelle pas, ce qui entraîne une consommation très rapide de l’oxygène et une concentration élevée des ions. Ces deux phénomènes altèrent le film protecteur passif sur la surface du métal et contribuent à accélérer la corrosion. La corrosion caverneuse se rencontre surtout sur les métaux et alliages dont la tenue dépend de la stabilité du film passif, car ces films sont instables en présence de concentrations élevées en Cl- et H+. En raison de sa forte teneur en chlorures, l’eau salée est un milieu agressif pour les métaux et les alliages passivables, c’est-à-dire ceux qui présentent une vitesse de corrosion réduite grâce à l’existence d’un film passif Corrosion par piqûres :

ralentissant les processus d’oxydation (aluminium, titane, acier inoxydables, cuivre…). Les chlorures présents dans l’eau de mer peuvent provoquer la perforation rapide du métal créant ainsi des cavités de quelques micromètres de diamètre. C’est le phénomène connu sous le nom de « corrosion par piqûres ». Si elle n’est pas traitée dès son apparition, cette corrosion progresse rapidement et peut causer la destruction totale du métal. -

Après la piqure on donne un exemple La perforation de la couche de zinc entraîne l'apparition de la couche inférieure constituée de fer par conséquent l’oxydation de fer).  L’oxydation de fer : L'oxydation du fer par le dioxygène : (4 Fe + 3 O2 

2 Fe2O3)

Peut se produire à cause de l'oxygène dissous dans l'eau. L'eau de mer contient d'autres espèces chimiques qui peuvent perdre des électrons (on appelle ces molécules des ions) et donc aussi oxyder le fer.  En plus de réagir pour former de l’eau, les ions hydrogène et l’oxygène dissous dans l’eau oxyde d’avantage les ions fer (II) en ions fer (III) :

(4Fe

2+ ¿¿

(aq) + 4 H

+¿¿

(aq) + O2 (aq)

4 Fe

3 +¿¿

))

(aq) + 2 H 2O(l

 Les ions fer (III) réagissent avec l’eau pour former de l’hydroxyde de fer (III) :

( Fe

3 +¿¿

(aq) + 3 H 2O (l)

+¿¿ Fe (OH 3) (s) +3 H (aq)

)

En résumé, le fer se dissout dans l’eau pour former des ions fer (II) qui sont ensuite oxydés en ions fer (III). Les ions hydrogène sont absorbés et de l’eau est produite au cours de la réaction. Les ions fer (III) réagissent ensuite avec l’eau pour former de l’hydroxyde de fer (III), qui forme ensuite de l’oxyde de fer (III) hydraté.

La corrosion microbienne : La corrosion microbienne  des réservoirs de carburant est un problème qui n'est apparu que depuis le début du siècle. C'est un problème dans certains cas où les réservoirs de carburant contiennent des quantités d'eau et certains organismes sont également présents.

Les microbes vivent dans l'interface carburant/eau et puisent leurs nutriments dans le carburant. Au fur et à mesure que les divers organismes se nourrissent du carburant, ils produisent une boue - comme des déchets qui peuvent bloquer les filtres, ce qui est un problème en soi mais pas la cause directe de la corrosion. La corrosion provient des sous-produits fongiques du métabolisme bactérien. L'attaque corrosive causée par les champignons suit le même schéma général : les champignons excrètent des acides organiques et inorganiques ainsi que d'autres sous-produits du métabolisme et ceux-ci déclenchent le processus de corrosion.

 Stratégies de prévention contre la corrosion : Maintenant que nous avons vu les différents types de corrosion, nous allons voir comment éviter l’apparition de corrosion à bord des bateaux. Pour éviter la corrosion sur un bateau, le principe est simple : il faut protéger tous les matériaux susceptibles d’être corrodés. choisir des couples métalliques dont les éléments sont le plus proches possible dans la série galvanique correspondante éviter un rapport de surface défavorable, éviter dans la mesure du possible, à l'aide d'un joint, d'un isolant, d'un revêtement, ... le contact direct de deux métaux différents, etc.

Voici quelques conseils pour le faire : 1- Limitez les transitions Fer/Cuivre ou Fer/laiton. 2- Ne jamais installer de l’aluminium avec du cuivre : corrosion de l’aluminium. 3- Mettez des manchons d’isolation galvanique sur vos ballons d'ECS ! Surtout à la sortie pour limiter la corrosion caverneuse au niveau du filetage. 4- Utilisez des réducteurs en acier puis des manchons d’isolation galvanique sur vos ballons. 5- A défaut de manchons d’isolation galvanique, utiliser un manchon en acier pour déporter la corrosion sur ce dernier. 6- A défaut de manchons d’isolation galvanique, utiliser des joints en polyéthylène, néoprène ou caoutchouc, mais jamais en fibre. 7- Quand cela ne met pas en cause la sécurité électrique, ne pas relier la cuve en acier du ballon et l’isoler par des manchons d’isolation galvanique. 8-vous devrez équiper une anode faite d’un métal d’un potentiel inférieur à celui de la coque, tel que le zinc ou l’aluminium. La différence dans le potentiel entre l’anode et le propulseur assure que l’anode est corrodée, pas la coque. 9- Tout l’équipement, y compris les moteurs, les groupes électrogènes, les alternateurs et l’équipement de navigation, doivent être mis à la terre et le pôle négatif de la batterie doit être connecté à la coque en un seul point central. 10- Solution complète pour le nettoyage et la remise à neuf des navires.

Conclusion : En fin de compte, je tiens à dire que la corrosion est un grand danger dans le domaine des navires. Ces mesures doivent être prises en compte pour éviter des accidents

graves qui entraînent des pertes matérielles et humaines ou l'ingénieur doit prendre les précautions nécessaires pour éviter ces pertes ou incidents de corrosion à travers : de tenir un registre sur lequel seront notés tous les détails relatifs à l’apparition de la corrosion (date, type de la corrosion, zone touchée, actions correctives et préventives réalisées, etc.). Un historique bien détaillé sera toujours d’une grande utilité pour prévenir et traiter ce fléau.

Références bibliographiques  Le livre multimédia de la corrosion : INSA Lyon http://www.cdcorrosion.com/mode_corrosion/corrosion_galvanique.htm

 Article La corrosion, un fléau pour les navires :

https://www.maintenanceandco.com/files/avis_experts/ La_corrosion__un_fleau_pour_les_navires_janvier_2012.pdf

 L’inox en contact avec d’autres matériaux métalliques : Sté EURO INOX http://www.euro-inox.org/pdf/map/Contact_with_Other_FR.pdf