Association Ile Tudy Pêche Plaisance Les phénomènes d’oxydoréduction

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1 Association Ile Tudy Pêche Plaisance Les phénomènes d’oxydoréduction
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2 Généralités Les métaux ont une structure hétérogène qui engendre des différences de potentiel d’un point à l’autre de leur surface. Au contact de l’humidité et de l’oxygène une multitudes de petites piles électrolytiques est crée. Certaines zones devenant cathodique d’autres anodiques.

3 Différents types de corrosions
1 - Corrosion généralisée 2 - Corrosion par piqures 3 - Corrosion inter granulaire 4 - Corrosion galvanique 5 - Corrosion sous tension 6 - Corrosion par frottement 7 - Corrosion par les micro-organismes

4 Effet Evans ou effet de goutte

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6 Oxydation classique La corrosion généralisée.
Il s’agit d’une attaque de la surface du métal dont l’épaisseur diminue de façon uniforme sous l’action du phénomène d’où une perte de la résistance mécanique La rouille (oxyde ferrique) est l’exemple le plus souvent rencontré

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12 Echelle de potentiel en volt des métaux dans une solution saline NaCl à 3% à 20°
Platine ,3 Or ,22 Acier inox ,1 Mercure Argent ,05 Cuivre laiton bronzes -0,18 Hydrogène -0,2 Nickel -0,27 Etain -0,44 Plomb -0,47 Fer ,6 à -0,7 Aluminium -0,74 Cadmium -0,78 Zinc ,06 Magnésium et alliages -1,63

13 avec un pH inférieur à 7 est acide;
Le potentiel hydrogène (ou pH) mesure Plus couramment, on considère que le pH mesure l'acidité ou la basicité d'une solution. Ainsi, dans un milieux aqueux, on considère qu'une solution: avec un pH inférieur à 7 est acide; avec un pH supérieur à 7 est basique; avec un pH égal ou proche de 7 est neutre. On dit qu'un milieu est acide quand sa concentration molaire en ions hydronium H3O+ (cation) est supérieure à 10−7 mol⋅L−1. Inversement, un milieu est dit basique quand sa concentration molaire en ions HO− (anion) est supérieure à 10−7 mol⋅L−1. Pourquoi ces ions là et pourquoi 10−7 mol⋅L−1 ? À cause d'une réaction spontanée qui se produit à tout moment dans l'eau : 2 H2O⟶H3O++HO−

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19 Les anodes Pour que l’action protectrice des anodes soit efficace, il faut qu’elles soient bien fixées a la masse métallique à protéger. Il est important que la surface de contact anodes/masse soit nette et sans peinture ou oxydation. L’usure des anodes est très influencée par la salinité de l’eau et la proximité des autres masses (bateaux, corps submergés, pontons avec composants métalliques Matériels électriques de bord, Eolienne, panneaux solaires etc… Vérifiez régulièrement que les structures métalliques n’ont pas subi de corrosion et remplacez l’anode des que la masse de celle-ci a été réduite de 80 % de la masse initiale. Inspection Pour les raisons déjà mentionnées, il est difficile de prévoir la vitesse d'usure d'une anode. Ainsi, il est conseillé d'inspecter les anodes un mois, trois mois et six mois après l'installation, afin de déterminer à quel moment elles devront être remplacées.

20 Et en eau douce ? L'eau douce ne conduit pas l'électricité comme l'eau de mer. L'eau salée est dix fois plus conductrice que l'eau de rivière, elle-même mille fois plus que l'eau de pluie. De ce fait, on utilise des anodes différentes : - en eau salée : anode en zinc - en eau douce : anode en magnésium - en eau saumâtre : anode en aluminium

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24 hélice rougie .... c'est signe que le bronze a perdu du zinc, c'est souvent le cas d'une mauvaise protection anodique le risque est en cas de choc: rupture et non déformation sinon, elle peut durer un moment comme ça … Au son ! Lorsqu'on tape sur une hélice en bronze, elle doit résonner un peu comme une cloche. Si elle rend un son "sourd" comme si on tapait sur du bois... elle est cuite !

25 Anode soluble est un terme plus général qui signifie une électrode qui subit une dissolution sous l'effet d'une oxydation anodique....Tandis qu’une électrode sacrificielle est souvent en zinc, elle sert à protéger certains métaux comme l'acier contre la corrosion. Comme les pièces du moteur sont en acier et les hélices souvent en bronze, il y'a formation d'une pile galvanique dont le pôle positif est le métal de plus haut potentiel (Cu (+0,06V) et le pôle négatif est celui de plus bas potentiel (Fe (-0,33V). Donc la coque ou le moteur (anode) se corrodent en libérant des électrons qui servent à réduire l'oxygène dissous dans l'eau de mer sur les hélices (cathode).

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28 De plus en plus de bateaux au ponton sont reliés en permanence au réseau électrique. Certains ont une installation électrique défaillante, et il se crée des courants électriques dans l'eau du port, qui détruisent plus ou moins rapidement les équipements métalliques placés sous la ligne de flottaison. Les anodes en zinc permettent de prévenir ce phénomène, mais se révèlent souvent insuffisantes lorsque les bateaux restent longtemps au ponton. La solution efficace consiste à installer un isolateur galvanique pour isoler la masse métallique du bateau de la terre du ponton.

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33 Le fer, constituant majoritaire des acier, s'oxyde facilement ; le produit de corrosion, la rouille, s'effrite ou se dissout dans l'eau, ce qui crée une dégradation de la pièce. À chaud, la diffusion des atomes oxydant dans l'épaisseur du métal peut compliquer encore le problème. Une des manières d'éviter la corrosion consiste à mettre une quantité importante de chrome (Cr) dans l'acier (plus de 10,5 % en masse) : le chrome réagit avec le dioxygène de l'air et forme une couche d'oxyde de chrome Cr2O3 : 4 Cr + 3 O2 → 2 Cr2O3 Cette couche, compacte, adhérente et donc protectrice, est appelée « couche passive » : elle forme une barrière séparant l'acier de son milieu. En temps normal, elle est invisible car très fine. Ainsi, contrairement à son nom, l'acier n'est pas inoxydable : il s'oxyde rapidement, mais forme un oxyde protecteur, contrairement à la rouille.

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36 selon ISO 3506 (ISO : International Standard Organization : Normes mondiales)
Exemple : l'inox A2-70 Abréviation du groupe de composition Austénitique au chrome-nickel , résistant à la corrosion par une couche d'oxydes qui se forme superficiellement. A3 et A5 sont stabilisé contre la corrosion inter-cristalline par l'adjonction de titane, éventuellement de niobium et tantale. Abréviation de la composition chimique 1 = acier de décolletage avec une teneur en soufre 2 = acier allié au chrome-nickel pour frappe à froid (qualité standard) 3 = acier allié au chrome-nickel et stabilisé avec du Ti, Nb, Ta (tantale) 4 = acier allié au chrome-nickel et molybdène (très haute résistance à la corrosion grâce au molybdène) 5 = acier allié au chrome-nickel et molybdène, stabilisé avec du Ti, Nb, Ta (tantale)

37 Équivalences des désignations
Afnor (France) EN (européenne) AISI (États-Unis) Composition  % C  % Mn  % P  % S  % Si  % Ni  % Cr  % Mo Autres Z 10 CN 18-09 X 12 Cr Ni 18-09 302 0,12 2 0,04 0,03 1 6 à 8 16 à 18 — Z 10 CNF 18-09 X 12 Cr Ni 18-08 303 ≤ 0,12 0,06 ≥ 0,15 8 à 10 17 à 19 0,6 Z 6 CN 18-09 X 5 Cr Ni 18-09/1.4301 304 0,07 A2 Z 2 CN 18-10 X 2 Cr Ni 18-09/1.4307 304 L 9 à 11 Z 8 CN 18-12 X 5 Cr Ni 19-11/1.4303 305 0,1 11 à 13 Z 12 CNS 25-13 X 7 Cr Ni 23-14 309 0,2 11 à 14 22 à 25 Z 12 CNS 25-20 X 12 Cr Ni Si 25-20 310 0,15 18 à 21 23 à 26 Z 6 CND 17-11 X 5 Cr Ni Mo 18-10/1.4401 316 10 à 12,5 2 à 2,5 A4 Z 2 CND 17-12 X 2 Cr Ni Mo 18-10/1.4404 316 L 10,5 à 13 Soudable Z 6 CNDT 17-12 X 10 Cr Ni Mo Ti 18-10/1.4571 316 Ti Ti . 5 C ; Ti . 0,6 Z 6 CNT 18-10 X 10 Cr Ni Ti 18-09/1.4541 321 10 à 12

38 Afnor (France) EN (européenne) AISI (États-Unis) Composition  % C  % Mn  % P  % S  % Si  % Ni  % Cr  % Mo Autres Z 6 C 13 X 7 Cr 13/1.4003 403 0,08 1 0,04 0,03 — 11,5/13,5 Z 12 C 13 X 10 Cr 13/1.4006 410 0,08/0,15 Z 12 CF 13 X 12 Cr S 13 416 1,5 0,06 ≥ 0,15 0,5 12 à 14 0,15/0,6 X 20 Cr 13/1.4021 420 0,16-0,25 ≤ 1,5 ≤ 0,04 ≤ 0,015 ≤ 1 12 Z 30 C 13 X 30 Cr 13 420 B 0,3 Z 15 CN 16-02 X 22 Cr Ni 17/1.4057 431 0,1/0,2 1,5/3 15/17 Z 100 CD 17 X 105 Cr Mo 17 440 C 17 Z 8 C 17 X 48 Cr 17/1.4016 430 16/18 Z 10 CF 17 X 12 Cr Mo S 17 430 F 0,12 0,2/0,6

39 Protection des métaux Il est possible de freiner la progression du phénomène de corrosion par un procédé qui permet la formation d’une couche de protection à la surface du métal. Un traitement anti-rouille au RUSTOL.

40 Protection des métaux Caractéristiques du Rustol
C’est un liquide incolore peu visqueux. Pouvoir couvrant 12 à 25 m² au litre. Il doit être conservé à l’abri de l’air. Entamé sa conservation se limite à 3 mois. Peut être mélangé à de la peinture.

41 Protection des métaux Action
Il pénètre la rouille jusqu’au métal sain. Il chasse l’humidité (pouvoir mouillant). Après séchage 24 à 48 h il forme une pellicule isolante. Toute nouvelle progression de la rouille se trouve stoppée par isolation du métal sain de l’atmosphère humide.

42 Traitement sur inox Acide phosphorique.
Bien rincer sécher et appliquer couche de protection

43 Merci de votre attention